La nivelul mării, 1013,25 hPa (aproximativ 760 mm Hg). Temperatura medie globală a aerului în apropierea suprafeței Pământului este de 15 ° C, în timp ce temperatura variază de la aproximativ 57 ° C în deșerturile subtropicale până la -89 ° C în Antarctica. Densitatea și presiunea aerului scad cu înălțimea conform unei legi apropiate de exponențiale.

Structura atmosferei... Pe verticală, atmosfera are o structură stratificată, care este determinată în principal de caracteristicile distribuției verticale a temperaturii (figura), care depinde de locația geografică, anotimpul, ora zilei și așa mai departe. Stratul inferior al atmosferei - troposfera - se caracterizează printr-o scădere a temperaturii cu înălțimea (cu aproximativ 6 ° C la 1 km), înălțimea sa este de la 8-10 km în latitudini polare până la 16-18 km în tropice. Datorită scăderii rapide a densității aerului cu înălțimea, aproximativ 80% din masa totală a atmosferei se află în troposferă. Deasupra troposferei se află stratosfera - un strat care se caracterizează în general printr-o creștere a temperaturii cu înălțimea. Stratul de tranziție dintre troposferă și stratosferă se numește tropopauză. În stratosfera inferioară, până la un nivel de aproximativ 20 km, temperatura se schimbă puțin odată cu înălțimea (așa-numita regiune izotermă) și adesea chiar scade ușor. Mai sus, temperatura crește datorită absorbției radiației UV de la Soare de către ozon, la început încet și de la un nivel de 34-36 km - mai rapid. Limita superioară a stratosferei - stratopauza - este situată la o altitudine de 50-55 km, corespunzătoare temperaturii maxime (260-270 K). Stratul atmosferei, situat la o altitudine de 55-85 km, unde temperatura scade din nou cu altitudinea, se numește mezosferă, la limita sa superioară - mezopauză - temperatura atinge 150-160 K vara și 200- 230 K iarna. Deasupra mezopauzei începe termosfera - un strat, caracterizat printr-o creștere rapidă a temperaturii, ajungând la 800-1200 K la o altitudine de 250 km. Termosfera absoarbe radiațiile corpusculare și de raze X de la Soare, decelerează și arde meteori, prin urmare îndeplinește funcția de strat protector al Pământului. Chiar mai sus este exosfera, de unde gazele atmosferice sunt împrăștiate în spațiul mondial datorită disipării și unde există o tranziție treptată de la atmosferă la spațiul interplanetar.

Compoziția atmosferei... Până la o altitudine de aproximativ 100 km, atmosfera este practic omogenă în compoziția chimică și în medie masa moleculara aerul (aproximativ 29) în el este constant. Aproape de suprafața Pământului, atmosfera este formată din azot (aproximativ 78,1% în volum) și oxigen (aproximativ 20,9%) și conține, de asemenea, cantități mici de argon, dioxid de carbon (dioxid de carbon), neon și alte componente constante și variabile (vezi Aerul ).

În plus, atmosfera conține cantități mici de ozon, oxizi de azot, amoniac, radon etc. Conținutul relativ al principalilor constituenți ai aerului este constant în timp și uniform în diferite regiuni geografice. Conținutul de vapori de apă și ozon este variabil în spațiu și timp; în ciuda conținutului redus, rolul lor în procesele atmosferice este foarte semnificativ.

Peste 100-110 km, moleculele de oxigen, dioxid de carbon și vapori de apă se disociază, astfel încât masa moleculară a aerului scade. La o altitudine de aproximativ 1000 km, gazele ușoare încep să domine - heliu și hidrogen, și chiar mai sus, atmosfera Pământului se transformă treptat în gaz interplanetar.

Cea mai importantă componentă variabilă a atmosferei este vaporii de apă, care sunt eliberați în atmosferă prin evaporarea de la suprafața apei și a solului umed, precum și prin transpirația plantelor. Conținutul relativ de vapori de apă variază în apropierea suprafeței terestre de la 2,6% la tropice la 0,2% la latitudini polare. Odată cu înălțimea, cade rapid, scăzând deja la jumătate la o altitudine de 1,5-2 km. Coloana verticală a atmosferei din latitudini temperate conține aproximativ 1,7 cm de „strat de apă precipitat”. Când vaporii de apă se condensează, se formează nori, din care cad precipitații atmosferice sub formă de ploaie, grindină, zăpadă.

O componentă importantă a aerului atmosferic este ozonul, care este concentrat 90% în stratosferă (între 10 și 50 km), aproximativ 10% din acesta se află în troposferă. Ozonul absoarbe radiațiile UV puternice (cu o lungime de undă mai mică de 290 nm), iar acesta este rolul său protector pentru biosferă. Valorile conținutului total de ozon variază în funcție de latitudine și sezon în intervalul de la 0,22 la 0,45 cm (grosimea stratului de ozon la o presiune de p = 1 atm și o temperatură de T = 0 ° C). În găurile de ozon observate primăvara în Antarctica de la începutul anilor 1980, conținutul de ozon poate scădea la 0,07 cm. Crește de la ecuator la poli și are o variație anuală cu un maxim primăvara și un minim toamna, iar amplitudinea variația anuală este mică la tropice și crește către latitudini mari. O componentă variabilă esențială a atmosferei este dioxid de carbon, al cărui conținut în atmosferă în ultimii 200 de ani a crescut cu 35%, ceea ce se explică în principal printr-un factor antropogen. Se observă variabilitatea sa latitudinală și sezonieră, asociată cu fotosinteza plantelor și solubilitatea în apa de mare(conform legii lui Henry, solubilitatea unui gaz în apă scade odată cu creșterea temperaturii sale).

Rol important aerosolul atmosferic joacă în formarea climatului planetei - solid și particule lichide dimensiuni de la câțiva nm la zeci de microni. Se disting aerosoli de origine naturală și antropică. Aerosolul se formează în procesul reacțiilor în fază gazoasă de la produsele reziduale din plante și activitatea economică erupții umane, vulcanice, ca urmare a creșterii prafului de către vânt de pe suprafața planetei, în special din regiunile sale deșertice, și se formează și din praf cosmic care cade în atmosfera superioară. Cea mai mare parte a aerosolului este concentrată în troposferă; aerosolul din erupțiile vulcanice formează așa-numitul strat Junge la o altitudine de aproximativ 20 km. Cel mai mare număr aerosoli antropici intră în atmosferă ca urmare a funcționării vehiculelor și a centralelor termice, producția chimică, arderea combustibilului etc. Prin urmare, în unele regiuni, compoziția atmosferei diferă semnificativ de aerul obișnuit, ceea ce a necesitat crearea unui serviciu special pentru observarea și monitorizarea nivelului de poluare atmosferică.

Evoluția atmosferei... Atmosfera modernă are, aparent, o origine secundară: s-a format din gaze eliberate de cochilia solidă a Pământului după finalizarea formării planetei în urmă cu aproximativ 4,5 miliarde de ani. În timpul istoriei geologice a Pământului, atmosfera a suferit modificări semnificative în compoziția sa sub influența unui număr de factori: disiparea (volatilizarea) gazelor, în principal a celor mai ușoare, în spaţiu; eliberarea de gaze din litosferă ca urmare activitate vulcanica; reacții chimiceîntre componentele atmosferei și rocile care alcătuiesc scoarța terestră; reacții fotochimice în atmosferă în sine sub influența radiației UV solare; acumularea (captarea) materiei mediului interplanetar (de exemplu, materia meteorică). Dezvoltarea atmosferei este strâns legată de procesele geologice și geochimice, iar ultimii 3-4 miliarde de ani, de asemenea, cu activitatea biosferei. O parte semnificativă a gazelor care alcătuiesc atmosfera modernă (azot, dioxid de carbon, vapori de apă) au apărut în timpul activității vulcanice și a intruziunii care le-au dus din adâncurile Pământului. Oxigenul a apărut în cantități vizibile în urmă cu aproximativ 2 miliarde de ani, ca urmare a activităților organismelor fotosintetice care au apărut inițial în apele de suprafață ocean.

Pe baza datelor privind compoziția chimică a depozitelor de carbonat, s-au obținut estimări ale cantității de dioxid de carbon și oxigen din atmosfera trecutului geologic. De-a lungul fanerozoicului (ultimii 570 milioane de ani din istoria Pământului), cantitatea de dioxid de carbon din atmosferă a variat mult în funcție de nivelul de activitate vulcanică, temperatura oceanului și nivelul de fotosinteză. Cel maiÎn acel moment, concentrația de dioxid de carbon în atmosferă era semnificativ mai mare decât cea modernă (de până la 10 ori). Cantitatea de oxigen din atmosfera fanerozoică s-a schimbat semnificativ, iar tendința de creștere a prevalat. În atmosfera precambriană, masa de dioxid de carbon a fost, de regulă, mai mare, iar masa de oxigen, mai mică decât în ​​atmosfera fanerozoică. Fluctuațiile cantității de dioxid de carbon din trecut au avut un impact semnificativ asupra climei, intensificând efectul de seră atunci când concentrația de dioxid de carbon a crescut, din cauza căreia clima din partea principală a fanerozoicului a fost mult mai caldă decât în ​​epoca modernă .

Atmosferă și viață... Fără atmosferă, Pământul ar fi o planetă moartă. Viața organică are loc în strânsă interacțiune cu atmosfera și climatul și vremea asociate. Cu o masă mică în comparație cu planeta în ansamblu (aproximativ o milionime), atmosfera este o condiție sine qua non pentru toate formele de viață. Oxigenul, azotul, vaporii de apă, dioxidul de carbon, ozonul sunt de cea mai mare importanță pentru activitatea vitală a organismelor. Când dioxidul de carbon este absorbit de plantele fotosintetice, se creează materie organică, care este utilizată ca sursă de energie de marea majoritate a ființelor vii, inclusiv a oamenilor. Oxigenul este necesar pentru existența organismelor aerobe, pentru care fluxul de energie este asigurat de reacțiile de oxidare materie organică... Azotul, asimilat de unele microorganisme (fixatori de azot), este necesar pentru nutriția minerală a plantelor. Ozonul, care absoarbe radiațiile UV puternice ale Soarelui, atenuează semnificativ această parte dăunătoare a vieții. radiatie solara... Condensarea vaporilor de apă în atmosferă, formarea norilor și precipitarea ulterioară a precipitațiilor atmosferice furnizează apă pământului, fără de care nu sunt posibile forme de viață. Activitatea vitală a organismelor din hidrosferă este în mare măsură determinată de numărul și compoziție chimică gaze atmosferice dizolvate în apă. Deoarece compoziția chimică a atmosferei depinde în mod semnificativ de activitatea organismelor, biosfera și atmosfera pot fi considerate ca făcând parte din sistem unificat, a cărei întreținere și evoluție (a se vedea ciclurile biogeochimice) au avut o mare importanță pentru schimbarea compoziției atmosferei de-a lungul istoriei Pământului ca planetă.

Radiații, căldură și echilibrele de apă atmosfera... Radiația solară este practic singura sursă de energie pentru toată lumea procesele fiziceîn atmosferă. caracteristica principală Regimul de radiații al atmosferei este așa-numitul efect de seră: atmosfera transmite radiația solară la suprafața terestră destul de bine, dar absoarbe activ radiația termică cu unde lungi de la suprafața terestră, o parte din care revine la suprafață sub forma contra radiații, care compensează pierderea de radiație a căldurii de la suprafața pământului (vezi Radiația atmosferică). În absența atmosferei, temperatura medie a suprafeței pământului ar fi de -18 ° C, în realitate este de 15 ° C. Radiația solară primită este absorbită parțial (aproximativ 20%) în atmosferă (în principal de vapori de apă, picături de apă, dioxid de carbon, ozon și aerosoli) și este, de asemenea, împrăștiată (aproximativ 7%) de particulele de aerosoli și de fluctuațiile densității (dispersia Rayleigh ). Radiații totale ajungând la suprafața pământului, parțial (aproximativ 23%) se reflectă din aceasta. Reflectanța este determinată de reflectivitatea suprafeței subiacente, așa-numitul albedo. În medie, albedoul Pământului pentru fluxul integral de radiație solară este aproape de 30%. Acesta variază de la câteva procente (sol uscat și cernoziom) la 70-90% pentru zăpada proaspăt căzută. Schimbul de căldură prin radiație între suprafața pământului și atmosferă depinde în mod semnificativ de albedo și este determinat de radiația efectivă a suprafeței Pământului și de contraradierea atmosferei absorbite de acesta. Suma algebrică a fluxurilor de radiații care intră în atmosfera Pământului din spațiul cosmic și o lasă înapoi se numește echilibrul radiațiilor.

Transformările radiației solare după absorbția acesteia de către atmosferă și suprafața pământului determină echilibrul termic al Pământului ca planetă. Sursa principala căldură pentru atmosferă - suprafața pământului; căldura din ea este transferată nu numai sub formă de radiații cu unde lungi, ci și prin convecție și este eliberată și în timpul condensării vaporilor de apă. Ponderea acestor fluxuri de căldură este în medie de 20%, respectiv 7% și respectiv 23%. Acest lucru adaugă, de asemenea, aproximativ 20% din căldură datorită absorbției radiației solare directe. Fluxul de radiație solară pe unitate de timp printr-o zonă unitară perpendiculară pe razele soarelui și situat în afara atmosferei la o distanță medie de la Pământ la Soare (așa-numita constantă solară) este de 1367 W / m2, modificările sunt 1 -2 W / m2, în funcție de ciclu activitatea solară... Cu un albedo planetar de aproximativ 30%, fluxul mediu global de energie solară către planetă în timp este de 239 W / m 2. Deoarece Pământul ca planetă emite în spațiu în medie aceeași cantitate de energie, atunci, conform legii Stefan-Boltzmann, temperatura efectivă a radiației termice cu unde lungi de ieșire este de 255 K (-18 ° C). În același timp, temperatura medie a suprafeței pământului este de 15 ° C. Diferența de 33 ° C se datorează efect de sera.

Bilanțul de apă al atmosferei în ansamblu corespunde egalității cantității de umiditate evaporată de pe suprafața Pământului și a cantității de precipitații care cad pe suprafața Pământului. Atmosfera de pe ocean primește mai multă umiditate din procesele de evaporare decât pe uscat și pierde 90% sub formă de precipitații. Excesul de vapori de apă peste oceane este transportat pe continente de curenții de aer. Cantitatea de vapori de apă transportată în atmosferă de la oceane la continente este egală cu volumul râurilor care curg în oceane.

Mișcarea aerului... Pământul are o formă sferică, deci cu atât mai puțină radiație solară ajunge la latitudinile sale ridicate decât la tropice. Ca rezultat, apar contraste mari de temperatură între latitudini. Distribuția temperaturii este, de asemenea, influențată semnificativ de poziția relativă a oceanelor și continentelor. Datorită masei mari apele oceanuluiși capacitate termica mare fluctuațiile sezoniere ale apei în temperatura suprafeței oceanului sunt mult mai mici decât pe uscat. În acest sens, în latitudinile medii și înalte, temperatura aerului peste oceane este vizibil mai scăzută vara decât pe continentele și mai ridicată iarna.

Încălzirea inegală a atmosferei din diferite zone globul determină o distribuție neuniformă a presiunii atmosferice în spațiu. La nivelul mării, distribuția presiunii este caracterizată de relativ valori scăzuteîn apropierea ecuatorului, o creștere a subtropicilor (centuri de înaltă presiune) și o scădere a latitudinilor medii și înalte. În același timp, pe continentele latitudinilor extratropicale, presiunea este de obicei crescută iarna și scăzută vara, ceea ce este asociat cu distribuția temperaturii. Sub influența unui gradient de presiune, aerul experimentează o accelerație de la zone de presiune ridicată la zone de presiune scăzută, ceea ce duce la mișcarea maselor de aer. Masele de aer în mișcare sunt, de asemenea, afectate de forța de deviere a rotației Pământului (forța Coriolis), forța de frecare scăzând odată cu înălțimea, și cu traiectorii curvilinee și forța centrifugă. Mare importanță are amestec turbulent de aer (vezi Turbulența în atmosferă).

Un sistem complex de curenți de aer (circulația generală a atmosferei) este asociat cu distribuția presiunii planetare. În planul meridian, în medie, sunt urmărite două sau trei celule ale circulației meridionale. Aproape de ecuator, aerul încălzit crește și cade în subtropice, formând celula Hadley. În același loc, aerul celulei de întoarcere Ferrell este coborât. La latitudini mari, o celulă polară dreaptă este adesea trasată. Vitezele de circulație meridionale sunt de ordinul a 1 m / s sau mai puțin. Datorită acțiunii forței Coriolis, vânturile din vest sunt observate în cea mai mare parte a atmosferei cu viteze în troposfera mijlocie de aproximativ 15 m / s. Există sisteme eoliene relativ stabile. Acestea includ vânturile alizee - vânturile care suflă de la centurile de înaltă presiune din subtropice la ecuator cu o componentă estică vizibilă (de la est la vest). Musonii sunt destul de stabili - curenți de aer cu un caracter sezonier clar pronunțat: suflă din ocean spre continent vara și în direcția opusă iarna. Musonii sunt deosebit de obișnuiți Oceanul Indian... În latitudinile mijlocii, mișcarea maselor de aer este în principal direcția vestică(de la vest la est). Aceasta este o zonă a fronturilor atmosferice, pe care se ridică vârtejuri mari - cicloni și anticicloni, care acoperă multe sute și chiar mii de kilometri. Ciclonii apar și la tropice; aici sunt mai mici, dar viteze foarte mari ale vântului atingând forța uraganului (33 m / s și mai mult), așa-numiții cicloni tropicali. În Atlantic și în estul Pacificului se numesc uragane, iar în vestul Pacificului se numesc tifoane. În troposfera superioară și stratosfera inferioară, în regiunile care separă celula directă Hadley de circulație meridională și celula inversă Ferrell, relativ îngustă, lată de sute de kilometri, sunt adesea observate. jeturi cu limite clar definite, în care vântul atinge 100-150 și chiar 200 m / s.

Clima și vremea... Diferența în cantitatea de radiație solară care ajunge la diferite latitudini la diferite proprietăți fizice suprafața pământului, determină diversitatea climatelor terestre. De la ecuator la latitudini tropicale, temperatura aerului în apropierea suprafeței pământului are în medie 25-30 ° C și variază puțin pe tot parcursul anului. V centura ecuatorială de obicei, sunt multe precipitații, ceea ce creează condiții pentru umiditate excesivă acolo. V zonele tropicale cantitatea de precipitații scade și în unele zone devine foarte mică. Vaste deșerturi ale Pământului sunt situate aici.

În latitudinile subtropicale și medii, temperatura aerului variază semnificativ pe tot parcursul anului, iar diferența dintre temperaturile de vară și iarnă este deosebit de mare în zonele continentelor îndepărtate de oceane. Astfel, în unele regiuni din Siberia de Est, amplitudinea anuală a temperaturii aerului ajunge la 65 ° C. Condițiile de umidificare la aceste latitudini sunt foarte diverse, depind în principal de circulația generală a atmosferei și variază semnificativ de la an la an.

În latitudinile polare, temperatura rămâne scăzută pe tot parcursul anului, chiar dacă există o variație sezonieră notabilă. Acest lucru contribuie la distribuția pe scară largă a stratului de gheață pe oceane și pe uscat și permafrost, ocupând peste 65% din suprafața sa din Rusia, în principal în Siberia.

În ultimele decenii, schimbările climatului global au devenit din ce în ce mai vizibile. Temperaturile cresc mai mult la latitudini mari decât la cele joase; mai mult iarna decât vara; mai mult noaptea decât ziua. În secolul al XX-lea, temperatura medie anuală a aerului în apropierea suprafeței pământului în Rusia a crescut cu 1,5-2 ° C, iar în unele regiuni din Siberia există o creștere de câteva grade. Acest lucru este asociat cu o creștere a efectului de seră datorită unei creșteri a concentrației de urme de gaze.

Vremea este determinată de condițiile de circulație atmosferică și locatie geografica teren, este cel mai stabil la tropice și cel mai variabil la latitudinile medii și înalte. Mai presus de toate, vremea se schimbă în zonele de schimbare a maselor de aer, cauzate de trecerea fronturilor atmosferice, a ciclonilor și a anticiclonilor, purtând precipitații și creșterea vântului. Datele pentru prognoza meteo sunt colectate la stațiile meteorologice de la sol, marine și aeronave, din sateliți meteorologici. Vezi și Meteorologie.

Fenomene optice, acustice și electrice în atmosferă... La distribuire radiatie electromagneticaîn atmosferă ca urmare a refracției, absorbției și împrăștierii luminii prin aer și diverse particule (aerosoli, cristale de gheață, picături de apă), apar diverse fenomene optice: curcubeu, coroane, halou, miraj etc. înălțimea aparentă firmament și cer albastru. Gama de vizibilitate a obiectelor este determinată de condițiile de propagare a luminii în atmosferă (vezi Vizibilitatea atmosferică). Intervalul de comunicare și capacitatea de a detecta obiecte cu instrumente, inclusiv posibilitatea observațiilor astronomice de pe suprafața Pământului, depind de transparența atmosferei la diferite lungimi de undă. Fenomenul amurgului joacă un rol important în studiile neomogenităților optice din stratosferă și mezosferă. De exemplu, fotografierea amurgului cu navă spațială permite detectarea straturilor de aerosoli. Caracteristicile propagării radiației electromagnetice în atmosferă determină acuratețea metodelor. teledetecție parametrii săi. Toate aceste întrebări, ca multe altele, sunt studiate de optica atmosferică. Refracția și împrăștierea undelor radio determină posibilitățile de recepție radio (vezi Propagarea undelor radio).

Propagarea sunetului în atmosferă depinde de distribuția spațială a temperaturii și a vitezei vântului (vezi Acustica atmosferică). Este de interes pentru teledetecția atmosferei. Exploziile de sarcini lansate de rachete în atmosfera superioară au furnizat o mulțime de informații despre sistemele eoliene și cursul temperaturii în stratosferă și mezosferă. Într-o atmosferă stabil stratificată, când temperatura scade cu altitudinea mai lent decât gradientul adiabatic (9,8 K / km), apar așa-numitele unde interne. Aceste unde se pot propaga în sus în stratosferă și chiar în mezosferă, unde se atenuează, contribuind la creșterea vântului și a turbulențelor.

Încărcarea negativă a Pământului și câmpul electric rezultat, atmosfera, împreună cu ionosfera și magnetosfera încărcate electric, creează un nivel global circuit electric... Formarea norilor și a furtunilor electrice joacă un rol important în acest sens. Pericolul descărcărilor de trăsnet a cauzat necesitatea dezvoltării metodelor de protecție împotriva trăsnetelor a clădirilor, structurilor, liniilor electrice și comunicațiilor. Acest fenomen este deosebit de periculos pentru aviație. Descărcările de trăsnet provoacă interferențe radio atmosferice, numite atmosferice (vezi Fluierând atmosferice). Pe parcursul crestere dramatica intensitatea câmpului electric, se observă descărcări strălucitoare care apar la vârfuri și colțuri ascuțite obiecte care ies deasupra suprafeței pământului, pe vârfuri individuale din munți etc. (lumini Elma). Atmosfera conține întotdeauna foarte variabilă în funcție de condiții specifice numărul de ioni ușori și grei care determină conductivitate electrică atmosfera. Principalele ionizatoare de aer din apropierea suprafeței terestre sunt radiațiile substanțe radioactive conținute în scoarța și atmosfera pământului, precum și raze cosmice... Vezi și Electricitate atmosferică.

Influența umană asupra atmosferei.În ultimele secole, a existat o creștere a concentrației de gaze cu efect de serăîn atmosferă datorită activității economice umane. Procentul de dioxid de carbon a crescut de la 2,8-10 2 acum două sute de ani la 3,8-10 2 în 2005, conținutul de metan - de la 0,7-10 1 cu aproximativ 300-400 de ani în urmă la 1,8-10-4 la începutul secolul 21; Aproximativ 20% din creșterea efectului de seră în ultimul secol a fost dată de freoni, care au fost practic absenți în atmosferă până la mijlocul secolului al XX-lea. Aceste substanțe sunt recunoscute ca destructoare de ozon stratosferic și producerea lor este interzisă prin Protocolul de la Montreal din 1987. Creșterea concentrației de dioxid de carbon în atmosferă este cauzată de arderea cantităților în creștere de cărbune, petrol, gaze și alte tipuri de combustibili de carbon, precum și de defrișări, ca urmare a faptului că absorbția dioxidului de carbon prin fotosinteză scade. Concentrația de metan crește odată cu creșterea producției de petrol și gaze (datorită pierderilor sale), precum și cu extinderea culturilor de orez și o creștere a numărului de bovine. Toate acestea contribuie la încălzirea climei.

Au fost dezvoltate metode de influență activă asupra proceselor atmosferice pentru a schimba vremea. Acestea sunt folosite pentru a proteja plantele agricole de grindină prin dispersarea reactivilor speciali în nori. Există, de asemenea, metode de dispersare a ceații în aeroporturi, protejarea plantelor de îngheț, influențarea norilor pentru a crește precipitațiile în locurile potrivite sau pentru a disipa norii în momente de evenimente de masă.

Studiul atmosferei... Informațiile despre procesele fizice din atmosferă sunt obținute în principal din observații meteorologice, care sunt efectuate de o rețea globală de stații meteorologice permanente și posturi situate pe toate continentele și pe multe insule. Observațiile zilnice oferă informații despre temperatura și umiditatea aerului, presiune atmosfericăși precipitații, înnorări, vânt etc. Observațiile radiației solare și transformările sale se efectuează la stațiile actinometrice. O mare importanță pentru studiul atmosferei sunt rețelele de stații aerologice, la care se efectuează măsurători meteorologice cu ajutorul radiosondelor până la o altitudine de 30-35 km. În mai multe stații, se efectuează observații ale ozonului atmosferic, fenomene electriceîn atmosferă, compoziția chimică a aerului.

Datele stațiilor terestre sunt completate de observații asupra oceanelor, unde „navele meteorologice” funcționează permanent în anumite zone ale oceanelor, precum și informații meteorologice primite de la cercetare și alte nave.

Tot volum mai mareÎn ultimele decenii, informațiile despre atmosferă au fost obținute cu ajutorul sateliților meteorologici echipați cu instrumente pentru fotografierea norilor și măsurarea fluxurilor de radiații ultraviolete, infraroșii și cu microunde de la Soare. Sateliții oferă informații cu privire la profilurile verticale ale temperaturii, tulburării și conținutului său de apă, elemente echilibrul radiațiilor atmosferă, temperatura suprafeței oceanului etc. Utilizând măsurători ale refracției semnalelor radio de la un sistem de sateliți de navigație, este posibil să se determine în atmosferă profilele verticale de densitate, presiune și temperatură, precum și conținutul de umiditate. Cu ajutorul sateliților, a devenit posibil să se clarifice valoarea constantei solare și a albedoului planetar al Pământului, să se construiască hărți ale echilibrului radiațional al sistemului Pământ-atmosferă, să se măsoare conținutul și variabilitatea micilor impurități atmosferice, rezolvă multe alte probleme de fizică atmosferică și de monitorizare a mediului.

Lit.: Budyko MI Clima din trecut și viitor. L., 1980; Matveev L.T. Curs de meteorologie generală. Fizica atmosferei. A 2-a ed. L., 1984; Budyko M.I., Ronov A. B., Yanshin A. L. Istoria atmosferei. L., 1985; Khrgian A. Kh. Fizica atmosferică. M., 1986; Atmosfera: Manual. L., 1991; Khromov S.P., Petrosyants M.A. Meteorologie și climatologie. A 5-a ed. M., 2001.

G. S. Golitsyn, N. A. Zaitseva.

Atmosfera Pământului este un înveliș de gaz al planetei. Limita inferioară a atmosferei se desfășoară lângă suprafața pământului (hidrosferă și crustă), iar limita superioară este zona spațiului contigu (122 km). Atmosfera conține multe elemente diferite. Principalele sunt: ​​78% azot, 20% oxigen, 1% argon, dioxid de carbon, galiu neon, hidrogen etc. Fapte interesante poate fi vizualizat la sfârșitul articolului sau făcând clic pe.

Atmosfera are straturi distincte de aer. Straturile de aer diferă în ceea ce privește temperatura, diferența de gaz, densitatea și. Trebuie remarcat faptul că stratosfera și straturile troposferei protejează Pământul de radiațiile solare. În straturile superioare, un organism viu poate primi doză letală spectrul solar ultraviolet. Pentru a accesa rapid stratul de atmosferă dorit, faceți clic pe stratul corespunzător:

Troposferă și tropopauză

Troposfera - temperatura, presiunea, altitudinea

Limita superioară este menținută la aproximativ 8-10 km. La latitudini temperate de 16 - 18 km, iar la latitudini polare de 10 - 12 km. Troposfera- acesta 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 cicloni. Temperatura scade odată cu creșterea înălțimii. Gradient: 0,65 ° / 100 m. Pământ și apă încălzite încălzesc aerul furnizat. Aerul încălzit se ridică la vârf, se răcește și formează nori. Temperatura în limitele superioare ale stratului poate ajunge la - 50/70 ° C.

În acest strat au loc schimbări climatice. conditiile meteo... Limita inferioară a troposferei se numește sol deoarece are multe microorganisme volatile și praf. Viteza vântului crește odată cu creșterea înălțimii în acest strat.

Tropopauză

Acesta este stratul de tranziție al troposferei către stratosferă. Aici dependența de temperatură scade odată cu creșterea altitudinii. Tropopauza este altitudinea minimă în care gradientul vertical de temperatură scade la 0,2 ° C / 100 m. Înălțimea tropopauzei depinde de evenimente climatice puternice, cum ar fi ciclonii. Deasupra ciclonilor, înălțimea tropopauzei scade, iar deasupra anticiclonilor crește.

Stratosfera și Stratopauza

Înălțimea stratului stratosferic este de aproximativ 11 până la 50 km. Există o ușoară modificare a temperaturii la o altitudine de 11 - 25 km. La o altitudine de 25-40 km, există inversiune temperatura, de la 56,5 crește la 0,8 ° C. De la 40 km la 55 km, temperatura este menținută la aproximativ 0 ° C. Această zonă se numește - Stratopauză.

În Stratosferă, se observă efectul radiației solare asupra moleculelor de gaz, acestea se disociază în atomi. Aproape nu există vapori de apă în acest strat. Avioanele comerciale supersonice moderne zboară la altitudini de până la 20 km din cauza condițiilor de zbor stabile. Baloanele meteorologice de mare altitudine se ridică la o altitudine de 40 km. Curenții de aer stabili sunt prezenți aici, viteza lor atingând 300 km / h. De asemenea, în acest strat este concentrat ozon, un strat care absoarbe razele ultraviolete.

Mezosferă și mezopauză - compoziție, reacții, temperatură

Stratul mezosferei începe la aproximativ 50 km și se termină la 80 - 90 km. Temperaturile scad cu o creștere a altitudinii de aproximativ 0,25-0,3 ° C / 100 m. Principalul efect energetic aici este transferul de căldură radiantă. Procese fotochimice complexe cu participarea radicalilor liberi (are 1 sau 2 electroni nepereche) deoarece pun în aplicare strălucire atmosfera.

Aproape toți meteorii ard în mezosferă. Oamenii de știință au numit această zonă - Ignorosfera... Această zonă este dificil de explorat, deoarece aviația aerodinamică este foarte săracă aici datorită densității aerului, care este de 1000 de ori mai mică decât pe Pământ. Și să fugi sateliți artificiali densitatea este încă foarte mare. Cercetările se efectuează folosind rachete meteorologice, dar acest lucru este pervers. Mezopauza strat de tranziție între mezosferă și termosferă. Are o temperatură de cel puțin -90 ° C.

Linia de buzunar

Linie de buzunar numită granița dintre atmosfera Pământului și spațiu. Potrivit Federației Aeronautice Internaționale (FAI), înălțimea acestei frontiere este de 100 km. Această definiție a fost dată în cinstea savantului american Theodore Von Karman. El a stabilit că la această altitudine, densitatea atmosferei este atât de mică încât aviația aerodinamică devine imposibilă aici, deoarece viteza dispozitivului de zbor trebuie să fie mai mare prima viteză spațială... La o asemenea înălțime, conceptul își pierde sensul bariera de sunet... Aici să te descurci aeronave este posibil doar datorită forțelor reactive.

Termosferă și termopauză

Limita superioară a acestui strat este de aproximativ 800 km. Temperatura crește la aproximativ o altitudine de 300 km, unde atinge aproximativ 1500 K. Mai sus, temperatura rămâne neschimbată. În acest strat există Lumini Polare- apare ca urmare a expunerii la radiații solare din aer. Acest proces se mai numește ionizare atmosferică a oxigenului.

Datorită densității reduse a aerului, zborurile deasupra liniei Karman sunt fezabile numai de-a lungul traiectoriilor balistice. Toate zborurile orbitale cu echipaj (cu excepția zborurilor către Lună) au loc în acest strat al atmosferei.

Exosfera - densitate, temperatură, altitudine

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

• Carcasa gazului nu zboară în spațiu din cauza gravitației. Aerul este alcătuit din particule care au propria lor masă. Din legea gravitației, se poate deduce că fiecare obiect cu masă este atras de Pământ.
• Legea Buys-Balllot prevede că, dacă vă aflați în emisfera nordică și stați cu spatele la vânt, atunci va exista o zonă de presiune ridicată în dreapta și o presiune scăzută în stânga. În emisfera sudică, opusul va fi adevărat.

Dimensiunea exactă a atmosferei este necunoscută, deoarece limita sa superioară nu este clar urmărită. Cu toate acestea, structura atmosferei a fost suficient de studiată, astfel încât toată lumea să-și poată face o idee despre modul în care este aranjată învelișul de gaz al planetei noastre.

Oamenii de știință care studiază fizica atmosferei o definesc ca zona din jurul Pământului care se învârte cu planeta. FAI oferă următoarele definiție:

• granița dintre spațiu și atmosferă se întinde de-a lungul liniei Karman. Această linie, conform definiției aceleiași organizații, este o altitudine deasupra nivelului mării la o altitudine de 100 km.

Totul deasupra acestei linii este spațiul cosmic. Atmosfera trece treptat în spațiul interplanetar, motiv pentru care există viziuni diferite despre dimensiunea sa.

CU limita inferioară atmosfera, totul este mult mai simplu - trece de-a lungul suprafeței scoarței terestre și a suprafeței apei de pe Pământ - hidrosfera. În același timp, granița, s-ar putea spune, fuzionează cu pământul și suprafețele apei, deoarece particule de aer sunt de asemenea dizolvate acolo.

Ce straturi ale atmosferei sunt incluse în dimensiunea Pământului

Un fapt interesant: iarna este mai mic, vara este mai mare.

În acest strat apar turbulențele, anticiclonii și ciclonii, se formează nori. Această sferă este responsabilă pentru formarea vremii; aproximativ 80% din toate masele de aer se află în ea.

Tropopauza este un strat în care temperatura nu scade odată cu înălțimea. Deasupra tropopauzei, la o altitudine peste 11 și până la 50 km. Stratosfera conține un strat de ozon, despre care se știe că protejează planeta de razele ultraviolete. Aerul din acest strat este evacuat, acestea sunt explicate prin caracteristică nuanță violet cer. Viteza aerului aici poate ajunge la 300 km / h. Între stratosferă și mezosferă există o stratopauză - o sferă limită în care are loc o temperatură maximă.

Următorul strat este. Se extinde la înălțimi de 85-90 de kilometri. Culoarea cerului din mezosferă este neagră, astfel încât stelele pot fi observate chiar dimineața și după-amiaza. Acolo au loc cele mai complexe procese fotochimice, în timpul cărora apare strălucirea atmosferei.

Între mezosferă și stratul următor, există o mezopauză. Este definit ca un strat de tranziție în care se respectă o temperatură minimă. Deasupra, la o altitudine de 100 de kilometri deasupra nivelului mării, se află linia Karman. Deasupra acestei linii se află termosfera (limita de altitudine 800 km) și exosfera, care mai este numită și „zona de disipare”. La o altitudine de aproximativ 2-3 mii de kilometri, trece în vidul aproape spațial.

Având în vedere că stratul superior al atmosferei nu este trasat în mod clar, dimensiunea sa exactă nu poate fi calculată. În plus, în tari diferite există organizații cu opinii diferite în această privință. Trebuie remarcat faptul că Linia lui Karman poate fi considerată granița atmosferei terestre numai condiționat, deoarece diferite surse folosesc mărci diferite ale granițelor. Deci, în unele surse puteți găsi informații că marginea superioară se desfășoară la o altitudine de 2500-3000 km.

NASA folosește marca de 122 de kilometri pentru calcule. Nu cu mult timp în urmă, au fost efectuate experimente care au clarificat granița așezată la 118 km.

Toți cei care au zburat cu avionul sunt obișnuiți cu acest tip de mesaj: „Zborul nostru are loc la o altitudine de 10.000 m, temperatura peste bord este de 50 ° C”. Nu pare nimic special. Cu cât este mai departe de suprafața Pământului încălzită de Soare, cu atât este mai rece. Mulți oameni cred că scăderea temperaturii odată cu altitudinea continuă și treptat temperatura scade, apropiindu-se de temperatura spațiului. Apropo, oamenii de știință au crezut acest lucru până la sfârșitul secolului al XIX-lea.

Să aruncăm o privire mai atentă la distribuția temperaturii aerului pe Pământ. Atmosfera este împărțită în mai multe straturi, care reflectă în primul rând natura schimbării temperaturii.

Se numește atmosfera inferioară troposfera, care înseamnă „sferă de rotație.” Toate schimbările în vreme și climă sunt rezultatul proceselor fizice care au loc în acest strat. Limita superioară a acestui strat este situată acolo unde scăderea temperaturii cu înălțimea cedează creșterii sale, - aproximativ la o altitudine de 15-16 km deasupra ecuatorului și 7-8 km deasupra polilor. La fel ca Pământul însuși, atmosfera sub influența rotației planetei noastre este, de asemenea, oarecum aplatizată deasupra polilor și se umflă deasupra ecuatorului. Cu toate acestea, acest efect este mult mai pronunțat în atmosferă decât în ​​învelișul solid al Pământului. În direcția de la suprafața Pământului până la limita superioară a troposferei, temperatura aerului scade. Deasupra ecuatorului, temperatura minimă a aerului este de aproximativ -62 ° C, și deasupra polilor, aproximativ -45 ° C. La latitudini temperate, mai mult de 75% din masa atmosferei se află în troposferă. La tropice, aproximativ 90% se află în troposferă. Masele atmosferei .

În 1899, minimul său a fost găsit în profilul de temperatură verticală la o anumită altitudine, iar apoi temperatura a crescut ușor. Începutul acestei creșteri înseamnă trecerea la următorul strat al atmosferei - la stratosferă, care înseamnă „sferă de strat". Termenul de stratosferă înseamnă și reflectă ideea anterioară a unicității stratului care se află deasupra troposferei. Stratosfera se extinde până la o altitudine de aproximativ 50 km deasupra suprafeței pământului. reacția ozonului formarea - una dintre principalele reacții chimice care au loc în atmosferă.

Cea mai mare parte a ozonului este concentrată la altitudini de aproximativ 25 km, dar, în general, stratul de ozon este o înveliș extrem de întins, acoperind aproape întreaga stratosferă. Interacțiunea oxigenului cu razele ultraviolete este unul dintre procesele benefice din atmosfera pământului care contribuie la menținerea vieții pe pământ. Absorbția acestei energii de către ozon împiedică curgerea excesivă a acesteia la suprafața pământului, unde se creează exact un astfel de nivel de energie, care este potrivit pentru existența formelor de viață terestre. Ozonosfera absoarbe unele energie radianta trecând prin atmosferă. Ca rezultat, în ozonosferă se stabilește un gradient vertical al temperaturii aerului de aproximativ 0,62 ° С la 100 m, adică temperatura crește cu altitudinea până la limita superioară a stratosferei - stratopauză (50 km), atingând, conform unor date, 0 ° С.

La altitudini cuprinse între 50 și 80 km, există un strat de atmosferă numit mezosfera... Cuvântul „mezosferă” înseamnă „sferă intermediară”, aici temperatura aerului continuă să scadă odată cu înălțimea. Deasupra mezosferei, într-un strat numit termosfera, temperatura crește din nou cu o altitudine de aproximativ 1000 ° C, și apoi scade foarte repede la -96 ° C. Cu toate acestea, nu scade la infinit, apoi temperatura crește din nou.

Termosfera este primul strat ionosfera... Spre deosebire de straturile menționate anterior, ionosfera nu se distinge prin temperatură. Ionosfera este o zonă de natură electrică care face posibile multe tipuri de comunicații radio. Ionosfera este împărțită în mai multe straturi, notate cu literele D, E, F1 și F2. Aceste straturi au, de asemenea, nume speciale. Separarea în straturi este cauzată de mai multe motive, dintre care cel mai important este efectul inegal al straturilor asupra transmiterii undelor radio. Stratul inferior, D, absoarbe în principal undele radio și astfel împiedică propagarea lor în continuare. Cel mai bine studiat strat E este situat la aproximativ 100 km deasupra suprafeței pământului. Mai este numit și stratul Kennelly-Heaviside după oamenii de știință americani și englezi care l-au descoperit simultan și independent. Stratul E, ca o oglindă uriașă, reflectă undele radio. Datorită acestui strat, undele radio lungi parcurg distanțe mai mari decât s-ar fi așteptat dacă s-ar propaga numai în linie dreaptă, fără a fi reflectate din stratul E. Stratul F are proprietăți similare. Se mai numește și stratul Appleton. Împreună cu stratul Kennelly-Heaviside, acesta reflectă undele radio către posturile de radio de la sol. Astfel de reflecții pot apărea la unghiuri diferite. Stratul lui Appleton este situat la o altitudine de aproximativ 240 km.

Regiunea cea mai exterioară a atmosferei, al doilea strat al ionosferei, este adesea numită exosferă... Acest termen indică existența marginilor spațiului din apropierea Pământului. Este dificil să se determine exact unde se termină atmosfera și unde începe spațiul, deoarece odată cu altitudinea densitatea gazelor atmosferice scade treptat și atmosfera în sine se transformă ușor aproape într-un vid în care se găsesc doar molecule individuale. Deja la o altitudine de aproximativ 320 km, densitatea atmosferei este atât de mică încât moleculele pot călători mai mult de 1 km fără a se ciocni una de alta. Partea cea mai exterioară a atmosferei servește ca limită superioară, situată la altitudini cuprinse între 480 și 960 km.

Mai multe informații despre procesele din atmosferă pot fi găsite pe site-ul „Clima Pământului”

STRUCTURA ATMOSFEREI

Atmosfera(din greaca veche ἀτμός - abur și σφαῖρα - bilă) - învelișul de gaz (geosfera) care înconjoară planeta Pământ. Suprafața sa interioară acoperă hidrosfera și parțial scoarța terestră, cea 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 de aer 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 1,27 · 10 16 kg.

Masa molară a aerului curat și 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; C p la 0 ° C - 1,0048 · 10 3 J / (kg · K), C v - 0,7159 · 10 3 J / (kg · K) (la 0 ° C). Solubilitatea aerului în apă (în greutate) la 0 ° C - 0,0036%, la 25 ° C - 0,0023%.

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

Structura atmosferei

Atmosfera este stratificată. Straturile atmosferei diferă între ele prin temperatura aerului, densitatea acestuia, cantitatea de vapori de apă din aer și alte proprietăți.

Troposfera(greaca veche τρόπος - „viraj”, „schimbare” și σφαῖρα - „minge”) - stratul inferior, cel mai studiat al atmosferei, înălțimea în regiunile polare de 8-10 km, în latitudini temperate de până la 10-12 km , la ecuator - 16-18 km.

Când crește 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 scade temperatura cu oprirea înălțimii, se numește tropopauză. Următorul strat al atmosferei, situat deasupra troposferei, se numește stratosferă.

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

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

Tropopauză(din greaca τροπος - viraj, schimbare și παῦσις - oprire, încetare) - stratul atmosferei în care se oprește scăderea temperaturii cu înălțimea; strat de tranziție de la troposferă la stratosferă. În atmosfera terestră, tropopauza este situată la altitudini cuprinse între 8-12 km (deasupra nivelului mării) în regiunile polare și până la 16-18 km deasupra ecuatorului. Înălțimea tropopauzei depinde și de anotimp (vara, tropopauza este mai mare decât iarna) și de activitatea ciclonică (în cicloni este mai mică, iar în anticicloni - mai mare)

Grosimea tropopauzei variază de la câteva sute de metri la 2-3 kilometri. În subtropici, se observă pauze în tropopauză datorită curenților puternici de jet. Tropopauza pe anumite zone este adesea distrusă și formată din nou.

Stratosferă(din lat. strat - 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 acestuia în stratul 25-40 km de la -56,5 la 0,8 ° C (stratul superior al stratosferei sau regiunea de inversare) sunt caracteristice. După ce a atins 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 ozon („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 urmare a reacțiilor fotochimice cel mai intens la o altitudine de ~ 30 km. Masa totală de O 3 la presiune normală ar fi un strat cu grosimea de 1,7-4,0 mm, dar chiar și acest lucru este suficient pentru a absorbi radiația ultravioletă a Soarelui, care este distructivă pentru viață. Distrugerea O 3 are loc atunci când interacționează cu radicalii liberi, NO, compuși care conțin halogen (inclusiv „freoni”).

În stratosferă, cea mai mare parte a undei scurte a radiației ultraviolete (180-200 nm) este reținută și are loc transformarea energiei cu unde scurte. Sub influența acestor raze se schimbă campuri magnetice, moleculele se dezintegrează, se produce ionizarea, se formează noi gaze și alți compuși chimici. Aceste procese pot fi observate sub formă de lumini nordice, fulgere și alte străluciri.

În stratosferă și 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 gazului are loc și în ionosferă; la o altitudine de 320 km, concentrația particulelor încărcate (O + 2, O - 2, N + 2) este de ~ 1/300 din concentrație de particule neutre. Radicalii liberi sunt prezenți în straturile superioare ale atmosferei - OH, HO 2 etc.

Aproape nu există vapori de apă în stratosferă.

Zborurile către stratosferă au început în anii 1930. Zborul pe primul balon stratosferic (FNRS-1), realizat de Auguste Piccard și Paul Kipfer la 27 mai 1931, la o altitudine de 16,2 km este cunoscut pe scară largă. 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 cresc până la 40 km; recordul unui balon fără pilot este de 51,8 km.

Recent, în cercurile militare americane, s-a acordat multă atenție dezvoltării straturilor stratosferice peste 20 km, denumite adesea „pre-spațiu” (ing. « aproape de spațiu» ). Se presupune că aeronavele fără pilot și avioanele cu energie solară (cum ar fi NASA Pathfinder) vor putea sta la o altitudine de aproximativ 30 km pentru o lungă perioadă de timp și vor oferi observație și comunicare pentru zone foarte mari, rămânând în același timp ușor vulnerabile la apărarea aeriană sisteme; astfel de dispozitive vor fi de multe ori mai ieftine decât sateliții.

Stratopauză- stratul atmosferei, care este granița dintre cele două straturi, stratosfera și mezosfera. În stratosferă, temperatura crește odată cu creșterea altitudinii, 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 nivelului mării.

Mezosfera(din greacă μεσο- - „medie” și σφαῖρα - „bilă”, „sferă”) - stratul atmosferei la altitudini de la 40-50 la 80-90 km. Se caracterizează printr-o creștere a temperaturii 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 (radiații) de către ozon. Termenul a fost adoptat de Uniunea Geografică și Geofizică în 1951.

Compoziția gazoasă a mezosferei, precum și a celor situate sub straturile atmosferice, este constantă și conține aproximativ 80% azot și 20% oxigen.

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

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

În mezosferă pot apărea nori noctilucenți.

Pentru zboruri, mezosfera este un fel de „zonă moartă” - aerul de aici este prea subțire pentru a suporta avioane sau baloane (la o altitudine de 50 km, densitatea aerului este de 1000 de ori mai mică decât la nivelul mării), și în același timp timp, este prea dens pentru zboruri artificiale. sateliți pe o orbită atât de mică. Investigațiile directe ale mezosferei se efectuează în principal cu ajutorul rachetelor meteorologice suborbitale; în general, mezosfera a fost studiată mai rău decât alte straturi ale atmosferei și, prin urmare, oamenii de știință au numit-o „ignoranță”.

Mezopauza

Mezopauza- stratul atmosferei care separă mezosfera și termosfera. Pe Pământ, este situat 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 altitudine de aproximativ 50 km) temperatura scade odată cu altitudinea, deasupra (până la o altitudine de aproximativ 400 km) crește din nou. Mezopauza coincide cu limita inferioară a regiunii de absorbție activă a razelor X și cu cea mai scurtă lungime de undă a radiației ultraviolete de la Soare. La această înălțime sunt observați nori noctilucenți.

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

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

Fédération Aéronautique Internationale (FAI) definește linia Karman la 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 ridicare devine mai mare decât prima viteză spațială și, prin urmare, pentru a atinge altitudini mai mari, este necesară utilizarea navelor spațiale.

Atmosfera Pământului continuă dincolo de linia Karman. Partea exterioară a atmosferei terestre, exosfera, se extinde la o altitudine de 10 mii km sau mai mult, la o astfel de altitudine atmosfera constă în principal din atomi de hidrogen capabili să părăsească atmosfera.

A ajunge la linia de buzunar a fost prima condiție pentru a primi premiul Ansari X, deoarece aceasta este baza pentru recunoașterea zborului spațial.