Uloga atmosfere u životu Zemlje

Atmosfera je izvor kiseonika koji ljudi udišu. Međutim, kako se penjete na visinu, ukupni atmosferski tlak opada, što rezultira smanjenjem parcijalnog tlaka kisika.

Ljudska pluća sadrže otprilike tri litre alveolarnog zraka. Ako je atmosferski pritisak normalan, tada će parcijalni pritisak kiseonika u alveolarnom vazduhu biti 11 mm Hg. Art., pritisak ugljičnog dioksida - 40 mm Hg. art., i vodena para - 47 mm Hg. Art. S povećanjem nadmorske visine, tlak kisika opada, a pritisak vodene pare i ugljičnog dioksida u plućima ukupno će ostati konstantan - otprilike 87 mm Hg. Art. Kada je pritisak vazduha jednak ovoj vrednosti, kiseonik će prestati da ulazi u pluća.

Zbog pada atmosferskog pritiska na visini od 20 km, ovdje će ključati voda i intersticijalna tjelesna tekućina u ljudskom tijelu. Ako ne koristite kabinu pod pritiskom, na takvoj visini osoba će umrijeti gotovo trenutno. Stoga, sa stanovišta fizioloških karakteristika ljudskog tijela, "prostor" nastaje sa visine od 20 km nadmorske visine.

Uloga atmosfere u životu Zemlje je veoma velika. Tako, na primjer, zahvaljujući gustim slojevima zraka - troposferi i stratosferi, ljudi su zaštićeni od izlaganja radijaciji. U svemiru, u razrijeđenom zraku, na visini od preko 36 km, djeluje jonizujuće zračenje. Na nadmorskoj visini od preko 40 km - ultraljubičasto.

Prilikom izdizanja iznad površine Zemlje na visinu od preko 90-100 km, doći će do postepenog slabljenja, a zatim i potpunog nestanka pojava poznatih ljudima, uočenih u donjem sloju atmosfere:

Zvuk se ne širi.

Nema aerodinamičke sile i otpora.

Toplota se ne prenosi konvekcijom itd.

Atmosferski sloj štiti Zemlju i sve žive organizme od kosmičkog zračenja, od meteorita, odgovoran je za regulaciju sezonskih temperaturnih oscilacija, balansiranje i ujednačavanje dnevnih. U nedostatku atmosfere na Zemlji, dnevna temperatura bi fluktuirala unutar +/-200S˚. Atmosferski sloj je životvorni "tampon" između zemljine površine i svemira, nosilac vlage i toplote; u atmosferi se odvijaju procesi fotosinteze i razmene energije - najvažniji procesi u biosferi.

Slojevi atmosfere po redu od Zemljine površine

Atmosfera je slojevita struktura, koja se sastoji od sljedećih slojeva atmosfere po redu od površine Zemlje:

Troposfera.

Stratosfera.

mezosfera.

Termosfera.

Egzosfera

Svaki sloj nema oštre granice između sebe, a na njihovu visinu utiču geografska širina i godišnja doba. Ova slojevita struktura nastala je kao rezultat temperaturnih promjena na različitim visinama. Zahvaljujući atmosferi vidimo zvijezde koje trepere.

Struktura Zemljine atmosfere po slojevima:

Od čega je sastavljena Zemljina atmosfera?

Svaki atmosferski sloj se razlikuje po temperaturi, gustini i sastavu. Ukupna debljina atmosfere je 1,5-2,0 hiljada km. Od čega je sastavljena Zemljina atmosfera? Trenutno je to mješavina plinova s ​​raznim nečistoćama.

Troposfera

Struktura Zemljine atmosfere počinje troposferom, koja je donji dio atmosfere visok oko 10-15 km. Ovdje je koncentrisana većina atmosferskog zraka. Karakteristična karakteristika troposfere je pad temperature od 0,6 ˚C kako se dižete na svakih 100 metara. Troposfera je u sebi koncentrisala skoro svu atmosfersku vodenu paru, a ovde se formiraju i oblaci.

Visina troposfere se mijenja svakodnevno. Osim toga, njegova prosječna vrijednost varira ovisno o geografskoj širini i godišnjem dobu. Prosječna visina troposfere iznad polova je 9 km, iznad ekvatora - oko 17 km. Srednja godišnja temperatura vazduha iznad ekvatora je blizu +26 ˚C, a iznad severnog pola -23 ˚C. Gornja linija granice troposfere iznad ekvatora je prosječna godišnja temperatura od oko -70 ˚C, a preko sjevernog pola ljeti -45 ˚C i zimi -65 ˚C. Dakle, što je veća visina, to je niža temperatura. Sunčeve zrake slobodno prolaze kroz troposferu, zagrijavajući površinu Zemlje. Toplotu koju zrači sunce zadržavaju ugljični dioksid, metan i vodena para.

Stratosfera

Iznad sloja troposfere nalazi se stratosfera, koja je visoka 50-55 km. Posebnost ovog sloja je povećanje temperature sa visinom. Između troposfere i stratosfere leži prelazni sloj koji se naziva tropopauza.

Otprilike sa visine od 25 kilometara, temperatura sloja stratosfere počinje da raste i, dostižući maksimalnu visinu od 50 km, poprima vrednosti od +10 do +30 ˚C.

U stratosferi ima vrlo malo vodene pare. Ponekad se na nadmorskoj visini od oko 25 km mogu naći prilično tanki oblaci, koji se nazivaju "sedef". Danju se ne primjećuju, ali noću blistaju zbog obasjavanja sunca koje je ispod horizonta. Sastav oblaka sedefa su prehlađene kapljice vode. Stratosfera se sastoji uglavnom od ozona.

Mezosfera

Visina sloja mezosfere je oko 80 km. Ovdje, kako raste prema gore, temperatura opada i na najgornjoj granici dostiže vrijednosti nekoliko desetina C˚ ispod nule. U mezosferi se mogu uočiti i oblaci za koje se pretpostavlja da su formirani od kristala leda. Ovi oblaci se nazivaju "srebrnasti". Mezosferu karakteriše najhladnija temperatura u atmosferi: od -2 do -138 ˚C.

Termosfera

Ovaj atmosferski sloj je dobio ime zbog visokih temperatura. Termosfera se sastoji od:

Ionosfera.

egzosfere.

Jonosferu karakterizira razrijeđen zrak, čiji se svaki centimetar na visini od 300 km sastoji od 1 milijarde atoma i molekula, a na visini od 600 km - više od 100 miliona.

Jonosferu takođe karakteriše visoka jonizacija vazduha. Ovi ioni se sastoje od nabijenih atoma kisika, nabijenih molekula atoma dušika i slobodnih elektrona.

Egzosfera

Sa visine od 800-1000 km počinje egzosferski sloj. Čestice plina, posebno lake, kreću se ovdje velikom brzinom, savladavajući silu gravitacije. Takve čestice zbog svog brzog kretanja lete iz atmosfere u svemir i raspršuju se. Stoga se egzosfera naziva sfera raspršenja. U svemir lete pretežno atomi vodika, koji čine najviše slojeve egzosfere. Zahvaljujući česticama u gornjim slojevima atmosfere i česticama solarnog vjetra, možemo promatrati sjeverno svjetlo.

Sateliti i geofizičke rakete omogućile su da se utvrdi prisustvo u gornjoj atmosferi radijacijskog pojasa planete, koji se sastoji od električno nabijenih čestica - elektrona i protona.

mezosfera

Smješten iznad stratosfere, to je školjka u kojoj do visine od 80-85 km temperatura pada na minimum za atmosferu u cjelini. Rekordno niske temperature do -110°C zabilježile su meteorološke rakete lansirane sa američko-kanadske instalacije u Fort Churchill (Kanada). Gornja granica mezosfere (mesopauza) približno se poklapa sa donjom granicom područja aktivne apsorpcije rendgenskih zraka i ultraljubičastog zračenja Sunca najkraće talasne dužine, koje je praćeno zagrijavanjem i jonizacijom plina.

U polarnim područjima ljeti se često pojavljuju oblačni sistemi u mezopauzi, koji zauzimaju veliko područje, ali imaju mali vertikalni razvoj. Takvi oblaci koji svijetle noću često omogućavaju otkrivanje velikih valovitih kretanja zraka u mezosferi. Sastav ovih oblaka, izvori vlage i kondenzacijskih jezgara, dinamika i odnos sa meteorološkim faktorima još uvijek su nedovoljno proučeni.

Termosfera

To je sloj atmosfere u kojem temperatura neprestano raste. Njegova snaga može doseći 600 km. Pritisak i, posljedično, gustina plina stalno opadaju s visinom. U blizini zemljine površine 1 m3 zraka sadrži cca. 2,5×1025 molekula, na visini od cca. 100 km, u nižim slojevima termosfere - približno 1019, na visini od 200 km, u jonosferi - 5×1015 i, prema proračunima, na visini od cca. 850 km - otprilike 1012 molekula. U međuplanetarnom prostoru koncentracija molekula je 108-109 po 1 m3.

Na visini od cca. 100 km, broj molekula je mali i rijetko se sudaraju. Prosječna udaljenost koju pređe molekul koji se nasumično kreće prije sudara s drugim sličnim molekulom naziva se njegov srednji slobodni put. Sloj u kojem se ova vrijednost toliko povećava da se vjerovatnoća međumolekularnih ili međuatomskih sudara može zanemariti nalazi se na granici između termosfere i ljuske koja leži iznad (egzosfere) i naziva se termička pauza. Termopauza se nalazi otprilike 650 km od površine zemlje.

Na određenoj temperaturi brzina kretanja molekula ovisi o njegovoj masi: lakši molekuli se kreću brže od teških. U nižim slojevima atmosfere, gdje je slobodan put vrlo kratak, nema primjetnog razdvajanja plinova prema njihovoj molekularnoj težini, već je izraženo iznad 100 km. Osim toga, pod utjecajem ultraljubičastog i rendgenskog zračenja Sunca, molekuli kisika se raspadaju na atome čija je masa polovina mase molekula. Stoga, kako se udaljavamo od Zemljine površine, atomski kisik postaje sve važniji u sastavu atmosfere i to na visini od cca. 200 km postaje njegova glavna komponenta. Više, na udaljenosti od oko 1200 km od površine Zemlje, prevladavaju laki gasovi - helijum i vodonik. Oni su vanjski sloj atmosfere. Ovo odvajanje po težini, nazvano difuzno odvajanje, nalikuje razdvajanju mješavina pomoću centrifuge.

Egzosfera

egzosfera naziva se vanjski sloj atmosfere, koji se dodjeljuje na osnovu promjena temperature i svojstava neutralnog plina. Molekuli i atomi u egzosferi kruže oko Zemlje po balističkim orbitama pod uticajem gravitacije. Neke od ovih orbita su parabolične i slične su putanjama projektila. Molekuli se mogu okretati oko Zemlje i po eliptičnim orbitama, poput satelita. Neki molekuli, uglavnom vodonik i helijum, imaju otvorene putanje i odlaze u svemir.

Atmosfera(od grčkog atmos - para i spharia - lopta) - zračna ljuska Zemlje koja se rotira s njom. Razvoj atmosfere bio je usko povezan sa geološkim i geohemijskim procesima koji se odvijaju na našoj planeti, kao i sa aktivnostima živih organizama.

Donja granica atmosfere poklapa se sa površinom Zemlje, jer zrak prodire u najmanje pore u tlu i rastvara se čak iu vodi.

Gornja granica na visini od 2000-3000 km postepeno prelazi u svemir.

Atmosfera bogata kiseonikom omogućava život na Zemlji. Atmosferski kisik se koristi u procesu disanja ljudi, životinja i biljaka.

Da nema atmosfere, Zemlja bi bila tiha kao mjesec. Uostalom, zvuk je vibracija čestica zraka. Plava boja neba objašnjava se činjenicom da se sunčeve zrake, prolazeći kroz atmosferu, kao kroz sočivo, razlažu na svoje sastavne boje. U ovom slučaju, zraci plave i plave boje su najviše raspršeni.

Atmosfera zadržava većinu ultraljubičastog zračenja Sunca, koje ima štetan učinak na žive organizme. Takođe zadržava toplotu na površini Zemlje, sprečavajući našu planetu da se ohladi.

Struktura atmosfere

U atmosferi se može razlikovati nekoliko slojeva koji se razlikuju po gustoći i gustoći (slika 1).

Troposfera

Troposfera- najniži sloj atmosfere, čija je debljina iznad polova 8-10 km, u umjerenim geografskim širinama - 10-12 km, a iznad ekvatora - 16-18 km.

Rice. 1. Struktura Zemljine atmosfere

Vazduh u troposferi se zagreva sa zemljine površine, odnosno sa kopna i vode. Dakle, temperatura vazduha u ovom sloju opada sa visinom u proseku za 0,6 °C na svakih 100 m. Na gornjoj granici troposfere dostiže -55 °C. Istovremeno, u području ekvatora na gornjoj granici troposfere temperatura zraka je -70 °S, a u području sjevernog pola -65 °S.

Oko 80% mase atmosfere koncentrisano je u troposferi, nalazi se gotovo sva vodena para, javljaju se grmljavine, oluje, oblaci i padavine, a javlja se i vertikalno (konvekcija) i horizontalno (vjetar) kretanje zraka.

Možemo reći da se vrijeme uglavnom formira u troposferi.

Stratosfera

Stratosfera- sloj atmosfere koji se nalazi iznad troposfere na visini od 8 do 50 km. Boja neba u ovom sloju izgleda ljubičasta, što se objašnjava razrjeđivanjem zraka, zbog čega se sunčevi zraci gotovo ne raspršuju.

Stratosfera sadrži 20% mase atmosfere. Zrak u ovom sloju je razrijeđen, vodene pare praktički nema, pa se oblaci i padavine gotovo ne stvaraju. Međutim, u stratosferi se uočavaju stabilne zračne struje, čija brzina doseže 300 km / h.

Ovaj sloj je koncentrisan ozona(ozonski ekran, ozonosfera), sloj koji upija ultraljubičaste zrake, sprečavajući ih da prođu na Zemlju i na taj način štiteći žive organizme na našoj planeti. Zbog ozona temperatura zraka na gornjoj granici stratosfere je u rasponu od -50 do 4-55 °C.

Između mezosfere i stratosfere postoji prelazna zona – stratopauza.

mezosfera

Mezosfera- sloj atmosfere koji se nalazi na nadmorskoj visini od 50-80 km. Gustina zraka ovdje je 200 puta manja nego na površini Zemlje. Boja neba u mezosferi je crna, zvezde su vidljive tokom dana. Temperatura vazduha pada na -75 (-90)°S.

Na visini od 80 km počinje termosfera. Temperatura zraka u ovom sloju naglo raste do visine od 250 m, a zatim postaje konstantna: na visini od 150 km dostiže 220-240 °C; na visini od 500-600 km prelazi 1500 °C.

U mezosferi i termosferi, pod dejstvom kosmičkih zraka, molekule gasa se raspadaju na naelektrisane (jonizovane) čestice atoma, pa se ovaj deo atmosfere naziva jonosfera- sloj vrlo razrijeđenog zraka, koji se nalazi na nadmorskoj visini od 50 do 1000 km, sastoji se uglavnom od joniziranih atoma kisika, molekula dušikovog oksida i slobodnih elektrona. Ovaj sloj karakteriše visoka naelektrisanost, a dugi i srednji radio talasi se odbijaju od njega, kao od ogledala.

U jonosferi nastaju aurore - sjaj razrijeđenih plinova pod utjecajem električno nabijenih čestica koje lete sa Sunca - i uočavaju se oštre fluktuacije u magnetskom polju.

Egzosfera

Egzosfera- vanjski sloj atmosfere, koji se nalazi iznad 1000 km. Ovaj sloj se još naziva i sferom raspršivanja, jer se čestice plina ovdje kreću velikom brzinom i mogu se raspršiti u svemir.

Sastav atmosfere

Atmosfera je mešavina gasova koja se sastoji od azota (78,08%), kiseonika (20,95%), ugljen-dioksida (0,03%), argona (0,93%), male količine helijuma, neona, ksenona, kriptona (0,01%), ozona i drugih gasova, ali je njihov sadržaj zanemarljiv (tabela 1). Savremeni sastav Zemljinog zraka uspostavljen je prije više od stotinu miliona godina, ali je naglo povećana ljudska proizvodna aktivnost ipak dovela do njegove promjene. Trenutno postoji povećanje sadržaja CO 2 za oko 10-12%.

Plinovi koji čine atmosferu imaju različite funkcionalne uloge. Međutim, glavni značaj ovih gasova određen je prvenstveno činjenicom da oni veoma snažno apsorbuju energiju zračenja i time značajno utiču na temperaturni režim Zemljine površine i atmosfere.

Tabela 1. Hemijski sastav suvog atmosferskog zraka u blizini površine zemlje

	Volumenska koncentracija. %	Molekularna težina, jedinice
Kiseonik
Ugljen-dioksid
Dušikov oksid
	0 do 0,00001
Sumporov dioksid	od 0 do 0,000007 ljeti; 0 do 0,000002 zimi
	Od 0 do 0,000002	46,0055/17,03061
Azog dioksid
Ugljen monoksid

Nitrogen, najčešći plin u atmosferi, kemijski malo aktivan.

Kiseonik, za razliku od dušika, je kemijski vrlo aktivan element. Specifična funkcija kisika je oksidacija organske tvari heterotrofnih organizama, stijena i nepotpuno oksidiranih plinova koje vulkani emituju u atmosferu. Bez kiseonika ne bi došlo do raspadanja mrtve organske materije.

Uloga ugljičnog dioksida u atmosferi je izuzetno velika. U atmosferu ulazi kao rezultat procesa sagorijevanja, disanja živih organizama, raspadanja i prije svega je glavni građevinski materijal za stvaranje organske tvari tokom fotosinteze. Osim toga, od velike je važnosti svojstvo ugljičnog dioksida da prenosi kratkovalno sunčevo zračenje i apsorbira dio toplotnog dugovalnog zračenja, što će stvoriti takozvani efekat staklene bašte, o čemu će biti riječi u nastavku.

Utjecaj na atmosferske procese, posebno na termički režim stratosfere, vrše i ozona. Ovaj plin služi kao prirodni apsorber sunčevog ultraljubičastog zračenja, a apsorpcija sunčevog zračenja dovodi do zagrijavanja zraka. Prosječne mjesečne vrijednosti ukupnog sadržaja ozona u atmosferi variraju ovisno o geografskoj širini područja i godišnjem dobu u rasponu od 0,23-0,52 cm (ovo je debljina ozonskog omotača pri pritisku i temperaturi tla). Postoji povećanje sadržaja ozona od ekvatora do polova i godišnja varijacija sa minimumom u jesen i maksimumom u proljeće.

Karakterističnim svojstvom atmosfere može se nazvati činjenica da se sadržaj glavnih plinova (dušik, kisik, argon) neznatno mijenja s visinom: na visini od 65 km u atmosferi sadržaj dušika iznosi 86%, kisika - 19 , argon - 0,91, na nadmorskoj visini od 95 km - azot 77, kiseonik - 21,3, argon - 0,82%. Konstantnost sastava atmosferskog zraka vertikalno i horizontalno održava se njegovim miješanjem.

Pored gasova, vazduh sadrži vodena para i čvrste čestice. Potonji mogu imati i prirodno i vještačko (antropogeno) porijeklo. To su polen cvijeća, sitni kristali soli, cestovna prašina, aerosolne nečistoće. Kada sunčevi zraci prodru kroz prozor, mogu se vidjeti golim okom.

Posebno mnogo čestica ima u vazduhu gradova i velikih industrijskih centara, gde se aerosolima dodaju emisije štetnih gasova i njihovih nečistoća koje nastaju tokom sagorevanja goriva.

Koncentracija aerosola u atmosferi određuje prozirnost zraka, što utiče na sunčevo zračenje koje dopire do površine Zemlje. Najveći aerosoli su kondenzaciona jezgra (od lat. condensatio- zbijanje, zgušnjavanje) - doprinose transformaciji vodene pare u kapljice vode.

Vrijednost vodene pare određena je prvenstveno činjenicom da ona odlaže dugovalno toplotno zračenje zemljine površine; predstavlja glavnu kariku velikih i malih ciklusa vlage; podiže temperaturu vazduha kada se vodeni slojevi kondenzuju.

Količina vodene pare u atmosferi varira u vremenu i prostoru. Tako se koncentracija vodene pare u blizini površine zemlje kreće od 3% u tropima do 2-10 (15)% na Antarktiku.

Prosječan sadržaj vodene pare u vertikalnom stupcu atmosfere u umjerenim geografskim širinama je oko 1,6-1,7 cm (sloj kondenzirane vodene pare će imati takvu debljinu). Informacije o vodenoj pari u različitim slojevima atmosfere su kontradiktorne. Pretpostavljalo se, na primjer, da u rasponu nadmorske visine od 20 do 30 km specifična vlažnost snažno raste s visinom. Međutim, naknadna mjerenja ukazuju na veću suhoću stratosfere. Očigledno, specifična vlažnost u stratosferi malo zavisi od visine i iznosi 2-4 mg/kg.

Promjenjivost sadržaja vodene pare u troposferi određena je interakcijom isparavanja, kondenzacije i horizontalnog transporta. Kao rezultat kondenzacije vodene pare nastaju oblaci i padavine u obliku kiše, grada i snijega.

Procesi faznih prelaza vode odvijaju se uglavnom u troposferi, zbog čega se oblaci u stratosferi (na visinama od 20-30 km) i mezosferi (u blizini mezopauze), koji se nazivaju sedef i srebro, relativno retko primećuju. , dok troposferski oblaci često pokrivaju oko 50% cjelokupne zemljine površine.

Količina vodene pare koja može biti sadržana u zraku ovisi o temperaturi zraka.

1 m 3 zraka na temperaturi od -20 ° C ne može sadržavati više od 1 g vode; na 0 °C - ne više od 5 g; na +10 °S - ne više od 9 g; na +30 °C - ne više od 30 g vode.

zaključak:Što je temperatura zraka viša, to može sadržavati više vodene pare.

Vazduh može biti bogat i nije zasićeno pare. Dakle, ako na temperaturi od +30 ° C 1 m 3 zraka sadrži 15 g vodene pare, zrak nije zasićen vodenom parom; ako je 30 g - zasićeno.

Apsolutna vlažnost- ovo je količina vodene pare sadržana u 1 m 3 zraka. Izražava se u gramima. Na primjer, ako kažu "apsolutna vlažnost je 15", to znači da 1 mL sadrži 15 g vodene pare.

Relativna vlažnost- ovo je omjer (u procentima) stvarnog sadržaja vodene pare u 1 m 3 zraka i količine vodene pare koja može biti sadržana u 1 m L na datoj temperaturi. Na primjer, ako je radio tokom prijenosa vremenske prognoze javio da je relativna vlažnost 70%, to znači da zrak sadrži 70% vodene pare koju može zadržati na datoj temperaturi.

Što je veća relativna vlažnost vazduha, t. što je vazduh bliži zasićenju, veća je verovatnoća da će pasti.

U ekvatorijalnoj zoni uočava se uvijek visoka (do 90%) relativna vlažnost, jer je temperatura zraka visoka tokom cijele godine i postoji veliko isparavanje sa površine okeana. Ista visoka relativna vlažnost je iu polarnim područjima, ali samo zato što pri niskim temperaturama čak i mala količina vodene pare čini vazduh zasićenim ili blizu zasićenja. U umjerenim geografskim širinama relativna vlažnost zraka varira sezonski - viša je zimi, a niža ljeti.

Relativna vlažnost vazduha je posebno niska u pustinjama: 1 m 1 vazduha tamo sadrži dva do tri puta manje od količine vodene pare moguće na datoj temperaturi.

Za mjerenje relativne vlažnosti zraka koristi se higrometar (od grčkog hygros - mokar i metreco - mjerim).

Kada se ohladi, zasićeni vazduh ne može zadržati istu količinu vodene pare u sebi, on se zgušnjava (kondenzira), pretvarajući se u kapljice magle. Magla se može uočiti ljeti u vedrim i prohladnim noćima.

Oblaci- ovo je ista magla, samo što se ne formira na površini zemlje, već na određenoj visini. Kako se zrak diže, hladi se, a vodena para u njemu kondenzira. Nastale sitne kapljice vode čine oblake.

uključeni u formiranje oblaka čestice suspendovan u troposferi.

Oblaci mogu imati različit oblik, što zavisi od uslova njihovog nastanka (tabela 14).

Najniži i najteži oblaci su slojeviti. Nalaze se na nadmorskoj visini od 2 km od površine zemlje. Na nadmorskoj visini od 2 do 8 km mogu se uočiti slikovitiji kumulusni oblaci. Najviši i najlakši su cirusni oblaci. Nalaze se na nadmorskoj visini od 8 do 18 km iznad površine zemlje.

porodice	Vrste oblaka	Izgled
A. Gornji oblaci - iznad 6 km	I. Pinnate	Nitasti, vlaknasti, bijeli
	II. cirokumulus	Slojevi i grebeni sitnih ljuskica i kovrča, bijeli
	III. Cirrostratus	Prozirni bjelkasti veo
B. Oblaci srednjeg sloja - iznad 2 km	IV. Altocumulus	Slojevi i grebeni bijele i sive boje
	V. Altostratificirana	Glatki veo mlečno sive boje
B. Niži oblaci - do 2 km	VI. Nimbostratus	Čvrst bezobličan sivi sloj
	VII. Stratocumulus	Neprozirni slojevi i grebeni sive boje
	VIII. slojevito	Osvetljeni sivi veo
D. Oblaci vertikalnog razvoja - od donjeg do gornjeg sloja	IX. Cumulus	Toljage i kupole svijetlo bijele, sa poderanim ivicama na vjetru
	X. Kumulonimbus	Snažne mase u obliku kumulusa tamne olovne boje

Atmosferska zaštita

Glavni izvori su industrijska preduzeća i automobili. U velikim gradovima, problem zagađenosti gasom glavnih transportnih puteva je veoma akutan. Zbog toga je u mnogim velikim gradovima svijeta, uključujući i našu zemlju, uvedena ekološka kontrola toksičnosti izduvnih plinova automobila. Prema mišljenju stručnjaka, dim i prašina u zraku mogu prepoloviti protok sunčeve energije do površine zemlje, što će dovesti do promjene prirodnih uslova.

Mezosfera

Stratosfera

Iznad troposfere je stratosfera (od grčkog "stratium" - pod, sloj). Njegova masa iznosi 20% mase atmosfere.

Gornja granica stratosfere nalazi se od Zemljine površine na visini od:

U tropskim geografskim širinama (ekvator) 50 - 55 km .:

U umjerenim geografskim širinama do 50 km.;

U polarnim geografskim širinama (polovima) 40 - 50 km.

U stratosferi se vazduh zagreva kako raste, dok temperatura vazduha raste sa visinom u proseku za 1-2 stepena na 1 km. raste i dostiže do +50 0 C na gornjoj granici.

Povećanje temperature sa visinom je uglavnom zbog ozona, koji apsorbuje ultraljubičasti dio sunčevog zračenja. Na nadmorskoj visini od 20 - 25 km od površine Zemlje nalazi se vrlo tanak (samo nekoliko centimetara) ozonski omotač.

Stratosfera je vrlo siromašna vodenom parom, ovdje nema padavina, iako ponekad na nadmorskoj visini od 30 km. nastaju oblaci.

Na osnovu osmatranja u stratosferi, utvrđeni su turbulentni poremećaji i jaki vjetrovi koji duvaju u različitim smjerovima. Kao iu troposferi, primjećuju se snažni zračni vrtlozi, koji su posebno opasni za letjelice velike brzine.

jaki vjetrovi mlazne struje duvaju u uskim zonama duž granica umjerenih geografskih širina okrenutih prema polovima. Međutim, ove zone se mogu pomjeriti, nestati i ponovo pojaviti. Mlazne struje obično prodiru u tropopauzu i pojavljuju se u gornjoj troposferi, ali njihova brzina naglo opada sa smanjenjem visine.

Moguće je da je dio energije koja ulazi u stratosferu (uglavnom se troši na stvaranje ozona) povezan sa atmosferskim frontovima, gdje su zabilježeni ekstenzivni tokovi stratosferskog zraka znatno ispod tropopauze, a troposferski zrak se uvlači u niže slojeve stratosfere. .

Iznad stratopauze je mezosfera (od grčkog "mesos" - sredina).

Gornja granica mezosfere nalazi se na visini od Zemljine površine:

U tropskim geografskim širinama (ekvator) 80 - 85 km .;

U umjerenim geografskim širinama do 80 km .;

U polarnim geografskim širinama (polovima) 70 - 80 km.

U mezosferi temperatura pada na -60 0 C. - 1000 0 C. na njenoj gornjoj granici.

U polarnim područjima ljeti se često pojavljuju oblačni sistemi u mezopauzi, koji zauzimaju veliko područje, ali imaju mali vertikalni razvoj. Takvi oblaci koji svijetle noću često omogućavaju otkrivanje velikih valovitih kretanja zraka u mezosferi. Sastav ovih oblaka, izvori vlage i kondenzacijskih jezgara, dinamika i odnos sa meteorološkim faktorima još uvijek su nedovoljno proučeni.

Iznad mezopauze je termosfera (od grčkog "thermos" - toplo).

Gornja granica termosfere nalazi se na visini od Zemljine površine:

U tropskim geografskim širinama (ekvator) do 800 km;

U umjerenim geografskim širinama do 700 km .;

U polarnim geografskim širinama (polovima) do 650 km.

U termosferi temperatura ponovo raste, dostižući 2000 0 C u gornjim slojevima.

Treba napomenuti da su nadmorske visine 400 - 500 km. i iznad, temperatura zraka se ne može odrediti nijednom od poznatih metoda, zbog ekstremne razrijeđenosti atmosfere. Temperatura vazduha na takvim visinama mora se suditi na osnovu energije čestica gasa koje se kreću u gasnim strujama.

Povećanje temperature zraka u termosferi povezano je s apsorpcijom ultraljubičastog zračenja i stvaranjem jona i elektrona u atomima i molekulima plinova sadržanih u atmosferi.

U termosferi, pritisak i, posljedično, gustina plina postepeno opadaju s visinom. U blizini zemljine površine u 1 m 3. vazduh sadrži oko 2,5x10 25 molekula, na visini od oko 100 km u donjim slojevima termosfere 1 m 3 vazduha sadrži oko 2,5x10 25 molekula. Na visini od 200 km., U jonosferi na 1 m 3. vazduh sadrži 5x10 15 molekula. Na nadmorskoj visini od oko 850 km. u 1m. vazduh sadrži 10 12 molekula. U međuplanetarnom prostoru koncentracija molekula je 10 8 - 10 9 po 1 m 3 . Na nadmorskoj visini od oko 100 km. broj molekula je mali, ali se rijetko sudaraju. Prosječna udaljenost koju pređe molekul koji se haotično kreće prije sudara s drugim sličnim molekulom naziva se njegov srednji slobodni put.

Na određenoj temperaturi, brzina molekula ovisi o njegovoj masi: lakši molekuli kreću se brže od težih. U nižim slojevima atmosfere, gdje je slobodan put vrlo kratak, nema primjetnog razdvajanja plinova prema njihovoj molekularnoj težini, već je izraženo iznad 100 km. Osim toga, pod utjecajem ultraljubičastog i rendgenskog zračenja Sunca, molekuli kisika se raspadaju na atome čija je masa polovina mase molekula. Stoga, kako se čovjek udaljava od Zemljine površine, atmosferski kisik postaje sve važniji u sastavu atmosfere na visini od oko 200 km. postaje glavni sastojak.

Iznad, na udaljenosti od cca 1200 km. sa površine Zemlje dominiraju laki gasovi helijum i vodonik. Oni su vanjski sloj atmosfere.

Ovo širenje po težini naziva se difuzno širenje, što podsjeća na odvajanje smjese pomoću centrifuge.

Troposfera

Njegova gornja granica je na nadmorskoj visini od 8-10 km u polarnim, 10-12 km u umjerenim i 16-18 km u tropskim geografskim širinama; niže zimi nego ljeti. Donji, glavni sloj atmosfere sadrži više od 80% ukupne mase atmosferskog vazduha i oko 90% sve vodene pare prisutne u atmosferi. U troposferi su turbulencija i konvekcija jako razvijene, pojavljuju se oblaci, razvijaju se cikloni i anticikloni. Temperatura opada sa visinom sa prosječnim vertikalnim gradijentom od 0,65°/100 m

tropopauza

Prijelazni sloj iz troposfere u stratosferu, sloj atmosfere u kojem se zaustavlja smanjenje temperature sa visinom.

Stratosfera

Sloj atmosfere nalazi se na nadmorskoj visini od 11 do 50 km. Tipična je mala promjena temperature u sloju od 11-25 km (donji sloj stratosfere) i njeno povećanje u sloju od 25-40 km od −56,5 do 0,8 °C (gornji sloj stratosfere ili inverzija). Nakon dostizanja vrijednosti od oko 273 K (skoro 0 °C) na visini od oko 40 km, temperatura ostaje konstantna do visine od oko 55 km. Ovo područje konstantne temperature naziva se stratopauza i predstavlja granicu između stratosfere i mezosfere.

Stratopauza

Granični sloj atmosfere između stratosfere i mezosfere. Postoji maksimum u vertikalnoj distribuciji temperature (oko 0 °C).

mezosfera

Mezosfera počinje na nadmorskoj visini od 50 km i proteže se do 80-90 km. Temperatura opada sa visinom sa prosječnim vertikalnim gradijentom od (0,25-0,3)°/100 m. Glavni energetski proces je prijenos topline zračenja. Složeni fotohemijski procesi koji uključuju slobodne radikale, vibracijski pobuđene molekule, itd., uzrokuju luminescenciju atmosfere.

mezopauza

Prijelazni sloj između mezosfere i termosfere. Postoji minimum u vertikalnoj distribuciji temperature (oko -90 °C).

Karmanova linija

Nadmorska visina, koja je konvencionalno prihvaćena kao granica između Zemljine atmosfere i svemira. Linija Karmana nalazi se na nadmorskoj visini od 100 km.

Granica Zemljine atmosfere

Termosfera

Gornja granica je oko 800 km. Temperatura se penje na nadmorske visine od 200-300 km, gdje dostiže vrijednosti od reda od 1500 K, nakon čega ostaje gotovo konstantna do velikih visina. Pod uticajem ultraljubičastog i rendgenskog sunčevog zračenja i kosmičkog zračenja dolazi do jonizacije vazduha („polarna svetla“) - glavni delovi jonosfere leže unutar termosfere. Na visinama iznad 300 km prevladava atomski kiseonik. Gornja granica termosfere je u velikoj mjeri određena trenutnom aktivnošću Sunca. Tokom perioda niske aktivnosti, primetno je smanjenje veličine ovog sloja.

Termopauza

Područje atmosfere iznad termosfere. U ovom području apsorpcija sunčevog zračenja je neznatna i temperatura se zapravo ne mijenja s visinom.

Egzosfera (sfera disperzije)

Atmosferski slojevi do visine od 120 km

Egzosfera - zona raspršenja, vanjski dio termosfere, smješten iznad 700 km. Gas u egzosferi je vrlo razrijeđen, pa njegove čestice cure u međuplanetarni prostor (disipacija).

Do visine od 100 km atmosfera je homogena, dobro izmiješana mješavina plinova. U višim slojevima distribucija gasova po visini zavisi od njihove molekularne mase, koncentracija težih gasova opada brže sa udaljavanjem od Zemljine površine. Zbog smanjenja gustine gasa, temperatura pada sa 0 °C u stratosferi na -110 °C u mezosferi. Međutim, kinetička energija pojedinačnih čestica na visinama od 200-250 km odgovara temperaturi od ~150 °C. Iznad 200 km, uočene su značajne fluktuacije u temperaturi i gustini gasa u vremenu i prostoru.

Na visini od oko 2000-3500 km, egzosfera postupno prelazi u takozvani bliski svemirski vakuum, koji je ispunjen vrlo razrijeđenim česticama međuplanetarnog plina, uglavnom atomima vodonika. Ali ovaj plin je samo dio međuplanetarne materije. Drugi dio se sastoji od čestica poput prašine kometnog i meteorskog porijekla. Pored izuzetno razrijeđenih čestica poput prašine, u ovaj prostor prodire elektromagnetno i korpuskularno zračenje solarnog i galaktičkog porijekla.

Troposfera čini oko 80% mase atmosfere, a stratosfera oko 20%; masa mezosfere nije veća od 0,3%, termosfera je manja od 0,05% ukupne mase atmosfere. Na osnovu električnih svojstava u atmosferi razlikuju se neutrosfera i jonosfera. Trenutno se vjeruje da se atmosfera prostire na nadmorskoj visini od 2000-3000 km.

U zavisnosti od sastava gasa u atmosferi, razlikuju se homosfera i heterosfera. Heterosfera je oblast u kojoj gravitacija utiče na odvajanje gasova, jer je njihovo mešanje na takvoj visini zanemarljivo. Otuda slijedi varijabilni sastav heterosfere. Ispod njega leži dobro izmiješan, homogen dio atmosfere, nazvan homosfera. Granica između ovih slojeva naziva se turbopauza i nalazi se na nadmorskoj visini od oko 120 km.