В каком слое атмосферы содержится 80 массы воздуха
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.
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.
Общее
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.
Стратосфера и Стратопауза
Высота слоя стратосферы примерно от 11 до 50 км. Присутствует незначительное изменение температуры на высоте 11 — 25 км. На высоте 25 — 40 км наблюдается инверсия температуры, от 56,5 поднимается до 0,8°C. От 40 км до 55 температура держится на отметке 0°C. Эту область называют — Стратопаузой.
В Стратосфере наблюдают воздействие солнечной радиации на молекулы газа, они диссоциируют на атомы. В этом слое нету почти водяного пара. Современные сверхзвуковые коммерческие самолёты летают на высоте до 20 км из-за стабильных полетных условий. Высотные метеозонды поднимаются на высоту 40 км. Здесь присутствуют устойчивые воздушные течения, скорость их достигает 300 км/ч. Также в этом слое сосредоточен озон, слой который поглощает ультрафиолетовые лучи.
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.
Íàçâàíèå ñëîÿ | Âûñîòà âåðõíåé ãðàíèöû | Õàðàêòåðèñòèêà ñëîÿ |
Òðîïîñôåðà | 8—10 êì â ïîëÿðíûõ, 10— 12 êì â óìåðåííûõ è 16—18 êì â òðîïè÷åñêèõ øèðîòàõ; çèìîé íèæå, ÷åì ëåòîì | Íèæíèé îñíîâíîé ñëîé àòìîñôåðû. Ñîäåðæèò áîëåå 80% âñåé ìàññû àòìîñôåðíîãî âîçäóõà è îêîëî 90% âñåãî èìåþùåãîñÿ â àòìîñôåðå âîäÿíîãî ïàðà.  òðîïîñôåðå ñèëüíî ðàçâèòû òóðáóëåíòíîñòü è êîíâåêöèÿ, âîçíèêàþò îáëàêà, ðàçâèâàþòñÿ öèêëîíû è àíòèöèêëîíû. Òåìïåðàòóðà óáûâàåò ñ ðîñòîì âûñîòû, ñî ñðåäíèì âåðòèêàëüíûì ãðàäèåíòîì 0,65°/100 ì |
Òðîïîïàóçà | — | Ïåðåõîäíîé ñëîé ìåæäó òðîïîñôåðîé è ñòðàòîñôåðîé; òîëùèíà êîëåáëåòñÿ îò íåñêîëüêèõ ñîòåí ìåòðîâ äî 1-2 êì. Çèìîé òðîïîïàóçà íèæå, ÷åì ëåòîì; êðîìå òîãî, âûñîòà òðîïîïàóçû êîëåáëåòñÿ ïðè ïðîõîæäåíèè öèêëîíîâ è àíòèöèêëîíîâ. Ñðåäíÿÿ òåìïåðàòóðà íàä ïîëþñîì çèìîé îêîëî -65 °Ñ, ëåòîì îêîëî -45 °Ñ; íàä ýêâàòîðîì âåñü ãîä îêîëî -70 °Ñ è íèæå |
Ñòðàòîñôåðà | 50-55 êì | Òåìïåðàòóðà ñ ðîñòîì âûñîòû âîçðàñòàåò äî óðîâíÿ 0 °Ñ. Ìàëàÿ òóðáóëåíòíîñòü, íè÷òîæíîå ñîäåðæàíèå âîäÿíîãî ïàðà, ïîâûøåííîå ïî ñðàâíåíèþ ñ íèæå- è âûøåëåæàùèìè ñëîÿìè ñîäåðæàíèå îçîíà (ìàêñèìàëüíàÿ êîíöåíòðàöèÿ îçîíà íà âûñîòàõ 20-25 êì) |
Ñòðàòîïàóçà | — | Ïîãðàíè÷íûé ñëîé àòìîñôåðû ìåæäó ñòðàòîñôåðîé è ìåçîñôåðîé.  âåðòèêàëüíîì ðàñïðåäåëåíèè òåìïåðàòóðû èìååò ìåñòî ìàêñèìóì (îêîëî 0 °Ñ) |
Ìåçîñôåðà | 80—85êì | Òåìïåðàòóðà ñ âûñîòîé ïîíèæàåòñÿ ñî ñðåäíèì âåðòèêàëüíûì ãðàäèåíòîì (0,25-0,3)°/100 ì. Îñíîâíûì ýíåðãåòè÷åñêèì ïðîöåññîì ÿâëÿåòñÿ ëó÷èñòûé òåïëîîáìåí. Ñëîæíûå ôîòîõèìè÷åñêèå ïðîöåññû ñ ó÷àñòèåì ñâîáîäíûõ ðàäèêàëîâ, êîëåáàòåëüíî âîçáóæä¸ííûõ ìîëåêóë è ò. ä. îáóñëîâëèâàþò ñâå÷åíèå àòìîñôåðû |
Ìåçîïàóçà | — | Ïåðåõîäíîé ñëîé ìåæäó ìåçîñôåðîé è òåðìîñôåðîé. Â âåðòèêàëüíîì ðàñïðåäåëåíèè òåìïåðàòóðû èìååò ìåñòî ìèíèìóì (îêîëî -90 °Ñ) |
| Ëèíèÿ Êàðìàíà | 100 êì. íàä óðîâíåì ìîðÿ | Âûñîòà íàä óðîâíåì ìîðÿ, êîòîðàÿ óñëîâíî ïðèíèìàåòñÿ â êà÷åñòâå ãðàíèöû ìåæäó àòìîñôåðîé Çåìëè è êîñìîñîì.  ñîîòâåòñòâèè ñ îïðåäåëåíèåì Ìåæäóíàðîäíîé àâèàöèîííîé ôåäåðàöèè. |
Òåðìîñôåðà | Îê. 800 êì | Òåìïåðàòóðà ðàñò¸ò äî âûñîò 200 — 300 êì, ãäå äîñòèãàåò çíà÷åíèé ïîðÿäêà 1500 Ê, ïîñëå ÷åãî îñòà¸òñÿ ïî÷òè ïîñòîÿííîé äî áîëüøèõ âûñîò. Ïîä äåéñòâèåì óëüòðàôèîëåòîâîé è ðåíòãåíîâñêîé ñîëíå÷íîé ðàäèàöèè è êîñìè÷åñêîãî èçëó÷åíèÿ ïðîèñõîäèò èîíèçàöèÿ âîçäóõà — îñíîâíûå îáëàñòè èîíîñôåðû ëåæàò âíóòðè òåðìîñôåðû. Íà âûñîòàõ ñâûøå 300 êì ïðåîáëàäàåò àòîìàðíûé êèñëîðîä |
| Òåðìîïàóçà | — | Îáëàñòü àòìîñôåðû, ïðèëåãàþùàÿ ñâåðõó ê òåðìîñôåðå.  ýòîé îáëàñòè ïîãëîùåíèå ñîëíå÷íîãî èçëó÷åíèÿ íåçíà÷èòåëüíî è òåìïåðàòóðà ôàêòè÷åñêè íå ìåíÿåòñÿ ñ âûñîòîé. |
Ýêçîñôåðà (ñôåðà ðàññåÿíèÿ) | — | Âíåøíèé ñëîé àòìîñôåðû, èç êîòîðîãî, áûñòðî äâèæóùèåñÿ ë¸ãêèå àòîìû âîäîðîäà ìîãóò âûëåòàòü (óñêîëüçàòü) â êîñìè÷åñêîå ïðîñòðàíñòâî. Òåìïåðàòóðà äîñòèãàåò óðîâíÿ áîëåå 3000 Ê. Íà áîëüøèõ ðàññòîÿíèÿõ îò Çåìëè (2 — 3 òûñ. êì è áîëåå) íåéòðàëüíóþ ýêçîñôåðó îáðàçóþò ïî÷òè èñêëþ÷èòåëüíî àòîìû âîäîðîäà, íà áîëåå íèçêèõ âûñîòàõ çàìåòíóþ äîëþ ñîñòàâëÿþò àòîìû ãåëèÿ, à åù¸ íèæå — òàêæå è àòîìû êèñëîðîäà |