องค์ประกอบของแผนภาพบรรยากาศของโลก ชั้นบรรยากาศเป็นชั้นอากาศของโลก การกระจายความดันบรรยากาศ

เปลือกอากาศที่ล้อมรอบโลกของเราและหมุนไปพร้อมกับมันเรียกว่าชั้นบรรยากาศ ครึ่งหนึ่งของมวลรวมของบรรยากาศกระจุกตัวอยู่ที่ 5 กม. ล่าง และสามในสี่ของมวลใน 10 กม. ล่าง ด้านบน อากาศมีการแยกตัวน้อยมาก แม้ว่าจะพบอนุภาคที่ระดับความสูง 2,000-3,000 กม. เหนือพื้นผิวโลก

อากาศที่เราหายใจเข้าไปนั้นเป็นส่วนผสมของก๊าซ ส่วนใหญ่ประกอบด้วยไนโตรเจน - 78% และออกซิเจน - 21% อาร์กอนน้อยกว่า 1% และ 0.03% เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ ก๊าซอื่นๆ มากมาย เช่น คริปทอน ซีนอน นีออน ฮีเลียม ไฮโดรเจน โอโซน และอื่นๆ ประกอบขึ้นเป็นหนึ่งในพันและหนึ่งในล้านของเปอร์เซ็นต์ ในอากาศยังมีไอน้ำ อนุภาคของสารต่างๆ แบคทีเรีย ละอองเกสร และฝุ่นจักรวาล

ชั้นบรรยากาศประกอบด้วยหลายชั้น ชั้นล่างขึ้นไปสูงจากพื้นโลกประมาณ 10-15 กม. เรียกว่า ชั้นโทรโพสเฟียร์ มันร้อนขึ้นจากโลก ดังนั้นอุณหภูมิอากาศที่นี่ด้วยความสูงจึงลดลง 6 ° C ต่อการขึ้นเขา 1 กิโลเมตร ไอน้ำเกือบทั้งหมดอยู่ในโทรโพสเฟียร์และเมฆเกือบทั้งหมดก่อตัวขึ้น - หมายเหตุ .. ความสูงของโทรโพสเฟียร์เหนือละติจูดที่แตกต่างกันของโลกนั้นไม่เหมือนกัน โดยสูงขึ้นจากขั้วโลกถึง 9 กม. สูงสุด 10-12 กม. บนละติจูดพอสมควร และสูงสุด 15 กม. จากเส้นศูนย์สูตร กระบวนการที่เกิดขึ้นในโทรโพสเฟียร์ - การก่อตัวและการเคลื่อนที่ของมวลอากาศ การก่อตัวของพายุไซโคลนและแอนติไซโคลน การปรากฏตัวของเมฆและการตกตะกอน - กำหนดสภาพอากาศและสภาพอากาศใกล้พื้นผิวโลก

เหนือชั้นโทรโพสเฟียร์คือชั้นสตราโตสเฟียร์ซึ่งทอดตัวยาวถึง 50-55 กม. โทรโพสเฟียร์และสตราโตสเฟียร์คั่นด้วยชั้นทรานซิชันที่เรียกว่าโทรโปพอสซึ่งมีความหนา 1-2 กม. ในสตราโตสเฟียร์ที่ระดับความสูงประมาณ 25 กม. อุณหภูมิของอากาศค่อยๆ เริ่มสูงขึ้นและถึง +10 +30 °С ที่ 50 กม. อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นดังกล่าวเกิดจากการมีชั้นของโอโซนในสตราโตสเฟียร์ที่ระดับความสูง 25-30 กม. ที่พื้นผิวโลก มีเนื้อหาในอากาศเล็กน้อย และที่ระดับความสูงสูง โมเลกุลออกซิเจนไดอะตอมมิกดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ ก่อตัวเป็นโมเลกุลโอโซนไตรอะตอม

ถ้าโอโซนอยู่ในชั้นล่างของบรรยากาศ ที่ระดับความสูงด้วยความดันปกติ ความหนาของชั้นโอโซนจะอยู่ที่ 3 มม. แต่ถึงแม้จะในปริมาณเล็กน้อย มันก็มีบทบาทสำคัญมาก: มันดูดซับรังสีดวงอาทิตย์บางส่วนที่เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต

เหนือสตราโตสเฟียร์ขึ้นไปประมาณ 80 กม. มีโซสเฟียร์ขยายออกไปซึ่งอุณหภูมิของอากาศลดลงโดยมีความสูงต่ำกว่าศูนย์หลายสิบองศา

ส่วนบนของบรรยากาศมีลักษณะที่อุณหภูมิสูงมากและเรียกว่าเทอร์โมสเฟียร์ - หมายเหตุ .. แบ่งออกเป็นสองส่วน - ไอโอโนสเฟียร์ - สูงถึงประมาณ 1,000 กม. โดยที่อากาศแตกตัวเป็นไอออนสูงและชั้นนอกสุด - กว่า 1,000 กม. ในบรรยากาศรอบนอก โมเลกุลของก๊าซในบรรยากาศดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ และเกิดอะตอมที่มีประจุและอิเล็กตรอนอิสระ แสงออโรราถูกสังเกตพบในชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์

บรรยากาศมีบทบาทสำคัญในชีวิตของโลกของเรา ช่วยปกป้องโลกจากความร้อนแรงจากแสงแดดในตอนกลางวันและจากภาวะอุณหภูมิร่างกายต่ำในเวลากลางคืน อุกกาบาตส่วนใหญ่เผาไหม้ในชั้นบรรยากาศก่อนจะไปถึงพื้นผิวโลก ชั้นบรรยากาศประกอบด้วยออกซิเจนซึ่งจำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิตทุกชนิด เป็นเกราะป้องกันโอโซนที่ปกป้องชีวิตบนโลกจากส่วนที่ทำลายล้างของรังสีอัลตราไวโอเลตของดวงอาทิตย์

บรรยากาศของดาวเคราะห์ของระบบสุริยะ

บรรยากาศของดาวพุธหายากมากจนอาจกล่าวได้ว่าไม่มีอยู่จริง เปลือกอากาศของดาวศุกร์ประกอบด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ (96%) และไนโตรเจน (ประมาณ 4%) มีความหนาแน่นสูงมาก - ความกดอากาศใกล้พื้นผิวโลกนั้นมากกว่าบนโลกเกือบ 100 เท่า บรรยากาศของดาวอังคารยังประกอบด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ (95%) และไนโตรเจน (2.7%) เป็นส่วนใหญ่ แต่ความหนาแน่นของมันนั้นน้อยกว่าพื้นโลกประมาณ 300 เท่า และความดันของมันน้อยกว่าเกือบ 100 เท่า พื้นผิวที่มองเห็นได้ของดาวพฤหัสบดีเป็นชั้นบนสุดของชั้นบรรยากาศไฮโดรเจน-ฮีเลียม เปลือกอากาศของดาวเสาร์และดาวยูเรนัสมีองค์ประกอบเหมือนกัน สีฟ้าที่สวยงามของดาวยูเรนัสนั้นเกิดจากมีเธนที่มีความเข้มข้นสูงในส่วนบนของชั้นบรรยากาศ - ประมาณ .. ดาวเนปจูนซึ่งปกคลุมไปด้วยหมอกควันของไฮโดรคาร์บอน มีเมฆสองชั้นหลัก: ชั้นหนึ่งประกอบด้วยผลึกมีเธนที่แช่แข็ง และชั้นที่สอง ด้านล่างประกอบด้วยแอมโมเนียและไฮโดรเจนซัลไฟด์

องค์ประกอบของแผ่นดิน อากาศ

อากาศเป็นส่วนผสมทางกลของก๊าซต่างๆ ที่ประกอบเป็นชั้นบรรยากาศของโลก อากาศเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการหายใจของสิ่งมีชีวิตและใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม

ข้อเท็จจริงที่ว่าอากาศเป็นส่วนผสม ไม่ใช่สารที่เป็นเนื้อเดียวกัน ได้รับการพิสูจน์ในระหว่างการทดลองของโจเซฟ แบล็ก นักวิทยาศาสตร์ชาวสก็อต ในช่วงหนึ่งในนั้น นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่าเมื่อแมกนีเซียสีขาว (แมกนีเซียมคาร์บอเนต) ถูกทำให้ร้อน "อากาศที่ถูกผูกไว้" ซึ่งก็คือคาร์บอนไดออกไซด์จะถูกปลดปล่อยออกมาและเกิดแมกนีเซียที่เผาไหม้ (แมกนีเซียมออกไซด์) ในทางตรงกันข้าม เมื่อเผาหินปูน "อากาศที่ถูกผูกไว้" จะถูกลบออก จากการทดลองเหล่านี้ นักวิทยาศาสตร์สรุปว่าความแตกต่างระหว่างคาร์บอนิกและด่างโซดาไฟคือความแตกต่างระหว่างคาร์บอนิกและด่างที่กัดกร่อนคือคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งเป็นส่วนประกอบของอากาศ วันนี้เรารู้ว่านอกจากคาร์บอนไดออกไซด์แล้ว องค์ประกอบของอากาศในโลกยังรวมถึง:

อัตราส่วนของก๊าซในชั้นบรรยากาศของโลกที่แสดงในตารางนั้นเป็นเรื่องปกติสำหรับชั้นล่าง โดยสูงถึง 120 กม. ในพื้นที่เหล่านี้มีบริเวณที่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งผสมกันเป็นอย่างดีเรียกว่าโฮโมสเฟียร์ เหนือโฮโมสเฟียร์เป็นเฮเทอโรสเฟียร์ ซึ่งมีลักษณะเฉพาะโดยการสลายตัวของโมเลกุลของแก๊สเป็นอะตอมและไอออน ภูมิภาคต่างๆ ถูกแยกออกจากกันโดยเทอร์โบพอส

ปฏิกิริยาเคมีภายใต้อิทธิพลของรังสีดวงอาทิตย์และจักรวาล โมเลกุลสลายตัวเป็นอะตอม เรียกว่า photodissociation ในช่วงการสลายตัวของโมเลกุลออกซิเจน จะเกิดออกซิเจนอะตอม ซึ่งเป็นก๊าซหลักของบรรยากาศที่ระดับความสูงมากกว่า 200 กม. ที่ระดับความสูงเหนือ 1200 กม. ไฮโดรเจนและฮีเลียมซึ่งเป็นก๊าซที่เบาที่สุดจะเริ่มครอบงำ

เนื่องจากอากาศจำนวนมากกระจุกตัวอยู่ในชั้นบรรยากาศชั้นล่าง 3 ชั้น การเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบอากาศที่ระดับความสูงมากกว่า 100 กม. จึงไม่ส่งผลกระทบที่เห็นได้ชัดเจนต่อองค์ประกอบโดยรวมของบรรยากาศ

ไนโตรเจนเป็นก๊าซที่พบมากที่สุด โดยคิดเป็นสัดส่วนมากกว่าสามในสี่ของปริมาตรอากาศของโลก ไนโตรเจนสมัยใหม่ก่อตัวขึ้นเมื่อบรรยากาศของแอมโมเนีย-ไฮโดรเจนในช่วงแรกถูกออกซิไดซ์โดยโมเลกุลออกซิเจน ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง ปัจจุบันไนโตรเจนจำนวนเล็กน้อยเข้าสู่ชั้นบรรยากาศอันเป็นผลมาจากการดีไนตริฟิเคชั่น ซึ่งเป็นกระบวนการของการลดไนเตรตเป็นไนไตรต์ ตามด้วยการก่อตัวของก๊าซออกไซด์และโมเลกุลไนโตรเจน ซึ่งผลิตโดยโปรคาริโอตแบบไม่ใช้ออกซิเจน ไนโตรเจนบางส่วนเข้าสู่ชั้นบรรยากาศระหว่างการระเบิดของภูเขาไฟ

ในบรรยากาศชั้นบนเมื่อสัมผัสกับการปล่อยไฟฟ้าโดยมีส่วนร่วมของโอโซน โมเลกุลไนโตรเจนจะถูกออกซิไดซ์เป็นไนโตรเจนมอนอกไซด์:

N 2 + O 2 → 2NO

ภายใต้สภาวะปกติ มอนอกไซด์จะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในทันทีเพื่อสร้างไนตรัสออกไซด์:

2NO + O 2 → 2N 2 O

ไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่สำคัญที่สุดในชั้นบรรยากาศของโลก ไนโตรเจนเป็นส่วนหนึ่งของโปรตีน ให้ธาตุอาหารแก่พืช กำหนดอัตราการเกิดปฏิกิริยาทางชีวเคมี ทำหน้าที่เป็นตัวเจือจางออกซิเจน

ออกซิเจนเป็นก๊าซที่มีปริมาณมากเป็นอันดับสองในชั้นบรรยากาศของโลก การก่อตัวของก๊าซนี้เกี่ยวข้องกับกิจกรรมการสังเคราะห์แสงของพืชและแบคทีเรีย และยิ่งสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงที่มีความหลากหลายและหลากหลายมากขึ้นเท่าใด กระบวนการของปริมาณออกซิเจนในบรรยากาศก็ยิ่งมีความสำคัญมากขึ้นเท่านั้น ออกซิเจนหนักจำนวนเล็กน้อยจะถูกปล่อยออกมาในระหว่างการขจัดแก๊สออกจากเสื้อคลุม

ในชั้นบนของโทรโพสเฟียร์และสตราโตสเฟียร์ภายใต้อิทธิพลของรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ (เราแสดงว่าเป็นhν) โอโซนจะเกิดขึ้น:

O 2 + ชั่วโมง → 2O

อันเป็นผลมาจากการกระทำของรังสีอัลตราไวโอเลตเดียวกัน โอโซนสลายตัว:

O 3 + ชั่วโมง → O 2 + O

O 3 + O → 2O 2

อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาแรกออกซิเจนอะตอมจะเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากออกซิเจนโมเลกุลที่สอง ปฏิกิริยาทั้ง 4 อย่างนี้เรียกว่ากลไกของแชปแมน หลังจากที่นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ซิดนีย์ แชปแมน ผู้ค้นพบปฏิกิริยาดังกล่าวในปี 2473

ออกซิเจนใช้สำหรับการหายใจของสิ่งมีชีวิต ด้วยความช่วยเหลือ กระบวนการออกซิเดชันและการเผาไหม้จึงเกิดขึ้น

โอโซนทำหน้าที่ปกป้องสิ่งมีชีวิตจากรังสีอัลตราไวโอเลตซึ่งทำให้เกิดการกลายพันธุ์ที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ โอโซนมีความเข้มข้นสูงสุดในสตราโตสเฟียร์ตอนล่างที่เรียกว่า ชั้นโอโซนหรือชั้นโอโซนที่ระดับความสูง 22-25 กม. ปริมาณโอโซนมีน้อย: ที่ความดันปกติ โอโซนทั้งหมดในชั้นบรรยากาศของโลกจะมีความหนาเพียง 2.91 มม.

การก่อตัวของก๊าซที่พบมากที่สุดอันดับสามในชั้นบรรยากาศ อาร์กอน เช่นเดียวกับนีออน ฮีเลียม คริปทอน และซีนอน สัมพันธ์กับการปะทุของภูเขาไฟและการสลายตัวของธาตุกัมมันตภาพรังสี

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ฮีเลียมเป็นผลคูณของการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีของยูเรเนียม ทอเรียม และเรเดียม: 238 U → 234 Th + α, 230 Th → 226 Ra + 4 He, 226 Ra → 222 Rn + α (ในปฏิกิริยาเหล่านี้ α- อนุภาคเป็นนิวเคลียสของฮีเลียมซึ่งในกระบวนการสูญเสียพลังงานจะจับอิเล็กตรอนและกลายเป็น 4 He)

อาร์กอนเกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวของไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีของโพแทสเซียม: 40 K → 40 Ar + γ

นีออนหนีจากหินอัคนี

คริปทอนก่อตัวขึ้นเป็นผลิตภัณฑ์สุดท้ายของการสลายตัวของยูเรเนียม (235 U และ 238 U) และทอเรียม Th.

คริปทอนในชั้นบรรยากาศส่วนใหญ่ก่อตัวขึ้นในช่วงแรกของวิวัฒนาการของโลกอันเป็นผลมาจากการสลายตัวของธาตุทรานยูเรเนียมที่มีครึ่งชีวิตสั้นอย่างน่าอัศจรรย์หรือมาจากอวกาศ เนื้อหาของคริปทอนซึ่งสูงกว่าบนโลกถึงสิบล้านเท่า .

ซีนอนเป็นผลมาจากการแตกตัวของยูเรเนียม แต่ก๊าซนี้ส่วนใหญ่หลงเหลืออยู่ตั้งแต่ระยะเริ่มต้นของการก่อตัวของโลก จากชั้นบรรยากาศปฐมภูมิ

คาร์บอนไดออกไซด์เข้าสู่ชั้นบรรยากาศอันเป็นผลมาจากการระเบิดของภูเขาไฟและในกระบวนการการสลายตัวของสารอินทรีย์ เนื้อหาในบรรยากาศของละติจูดกลางของโลกแตกต่างกันไปอย่างมากขึ้นอยู่กับฤดูกาลของปี: ในฤดูหนาวปริมาณ CO 2 จะเพิ่มขึ้นและในฤดูร้อนจะลดลง ความผันผวนนี้เกี่ยวข้องกับกิจกรรมของพืชที่ใช้คาร์บอนไดออกไซด์ในกระบวนการสังเคราะห์แสง

ไฮโดรเจนเกิดขึ้นจากการสลายตัวของน้ำโดยรังสีดวงอาทิตย์ แต่เนื่องจากเป็นก๊าซที่เบาที่สุดในชั้นบรรยากาศ จึงหลบหนีออกสู่อวกาศได้อย่างต่อเนื่อง ดังนั้นเนื้อหาในชั้นบรรยากาศจึงมีขนาดเล็กมาก

ไอน้ำเป็นผลมาจากการระเหยของน้ำจากพื้นผิวของทะเลสาบ แม่น้ำ ทะเล และพื้นดิน

ความเข้มข้นของก๊าซหลักในชั้นล่างของบรรยากาศ ยกเว้นไอน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์จะคงที่ ในปริมาณเล็กน้อย บรรยากาศประกอบด้วยซัลเฟอร์ออกไซด์ SO 2, แอมโมเนีย NH 3, คาร์บอนมอนอกไซด์ CO, โอโซน O 3, ไฮโดรเจนคลอไรด์ HCl, ไฮโดรเจนฟลูออไรด์ HF, ไนโตรเจนมอนอกไซด์ NO, ไฮโดรคาร์บอน, ไอปรอท Hg, ไอโอดีน I 2 และอื่น ๆ อีกมากมาย ในชั้นบรรยากาศชั้นล่างของโทรโพสเฟียร์ มีอนุภาคของแข็งและของเหลวแขวนลอยจำนวนมากอย่างต่อเนื่อง

แหล่งที่มาของอนุภาคในชั้นบรรยากาศของโลก ได้แก่ การปะทุของภูเขาไฟ ละอองเกสรพืช จุลินทรีย์ และล่าสุด กิจกรรมของมนุษย์ เช่น การเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลในกระบวนการผลิต อนุภาคฝุ่นที่เล็กที่สุดซึ่งเป็นนิวเคลียสของการควบแน่นเป็นสาเหตุของการเกิดหมอกและเมฆ หากปราศจากอนุภาคของแข็งในชั้นบรรยากาศอย่างต่อเนื่อง ฝนก็ไม่ตกบนโลก

สารานุกรม YouTube

1 / 5

✪ ยานอวกาศ Earth (ตอนที่ 14) - บรรยากาศ

✪ เหตุใดบรรยากาศจึงไม่ถูกดูดเข้าไปในสุญญากาศของอวกาศ

✪ เข้าสู่บรรยากาศโลกของยานอวกาศ "Soyuz TMA-8"

✪ โครงสร้างบรรยากาศ ความหมาย การศึกษา

✪ O. S. Ugolnikov "ชั้นบรรยากาศด้านบน การประชุมของโลกและอวกาศ"

คำบรรยาย

ขอบบรรยากาศ

ชั้นบรรยากาศถือเป็นพื้นที่รอบโลกที่ตัวกลางที่เป็นก๊าซหมุนไปพร้อมกับโลกโดยรวม บรรยากาศผ่านเข้าไปในอวกาศระหว่างดาวเคราะห์อย่างค่อยเป็นค่อยไปในชั้นนอกสุดโดยเริ่มจากระดับความสูง 500-1,000 กม. จากพื้นผิวโลก

ตามคำจำกัดความที่เสนอโดยสหพันธ์การบินระหว่างประเทศ เส้นแบ่งระหว่างชั้นบรรยากาศและอวกาศถูกวาดตามแนว Karmana ซึ่งอยู่ที่ระดับความสูงประมาณ 100 กม. ซึ่งเหนือกว่าเที่ยวบินทางอากาศจะเป็นไปไม่ได้เลย NASA ใช้เครื่องหมาย 122 กิโลเมตร (400,000 ฟุต) เป็นขอบเขตของชั้นบรรยากาศ โดยที่กระสวยอวกาศเปลี่ยนจากการเคลื่อนตัวแบบขับเคลื่อนเป็นการหลบหลีกตามหลักอากาศพลศาสตร์

คุณสมบัติทางกายภาพ

นอกจากก๊าซที่ระบุไว้ในตารางแล้ว บรรยากาศยังประกอบด้วย Cl 2 (\displaystyle (\ce (Cl2))) , SO 2 (\displaystyle (\ce (SO2))) , NH 3 (\displaystyle (\ce (NH3))) , CO (\displaystyle ((\ce (CO)))) , O 3 (\displaystyle ((\ce (O3)))) , NO 2 (\displaystyle (\ce (NO2))), ไฮโดรคาร์บอน , HCl (\displaystyle (\ce (HCl))) , HF (\displaystyle (\ce (HF))) , HBr (\displaystyle (\ce (HBr))) , สวัสดี (\displaystyle ((\ce (HI)))), คู่รัก Hg (\displaystyle (\ce (Hg))) , ฉัน 2 (\displaystyle (\ce (I2))) , Br 2 (\displaystyle (\ce (Br2)))และก๊าซอื่นๆ ในปริมาณเล็กน้อย ในชั้นโทรโพสเฟียร์มีอนุภาคของแข็งและของเหลวจำนวนมาก (ละอองลอย) ที่แขวนลอยอยู่อย่างต่อเนื่อง ก๊าซที่หายากที่สุดในชั้นบรรยากาศโลกคือ Rn (\displaystyle (\ce (Rn))) .

โครงสร้างบรรยากาศ

ขอบชั้นบรรยากาศ

ชั้นล่างของชั้นโทรโพสเฟียร์ (หนา 1-2 กม.) ซึ่งสถานะและคุณสมบัติของพื้นผิวโลกส่งผลโดยตรงต่อการเปลี่ยนแปลงของชั้นบรรยากาศ

โทรโพสเฟียร์

ขีดจำกัดบนอยู่ที่ระดับความสูง 8-10 กม. ในขั้วโลก 10-12 กม. ในอุณหภูมิปานกลาง และ 16-18 กม. ในละติจูดเขตร้อน ในฤดูหนาวต่ำกว่าในฤดูร้อน
ชั้นบรรยากาศชั้นล่างและหลักประกอบด้วยมวลอากาศรวมมากกว่า 80% และไอน้ำประมาณ 90% มีอยู่ในบรรยากาศ ความปั่นป่วนและการพาความร้อนได้รับการพัฒนาอย่างมากในชั้นโทรโพสเฟียร์ เมฆปรากฏขึ้น ไซโคลนและแอนติไซโคลนพัฒนาขึ้น อุณหภูมิจะลดลงตามระดับความสูงโดยมีการไล่ระดับแนวตั้งเฉลี่ย 0.65°/100 เมตร

โทรโปพอส

ชั้นเฉพาะกาลจากชั้นโทรโพสเฟียร์ไปยังชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ ซึ่งเป็นชั้นบรรยากาศที่อุณหภูมิลดลงเมื่อความสูงหยุดลง

สตราโตสเฟียร์

ชั้นบรรยากาศอยู่ที่ระดับความสูง 11 ถึง 50 กม. อุณหภูมิเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในชั้นบรรยากาศ 11-25 กม. (ชั้นล่างของสตราโตสเฟียร์) และการเพิ่มขึ้นของชั้นในระยะทาง 25-40 กม. จากลบ 56.5 เป็นบวก 0.8 °C (สตราโตสเฟียร์ตอนบนหรือบริเวณผกผัน) เป็นเรื่องปกติ เมื่อถึงค่าประมาณ 273 K (เกือบ 0 °C) ที่ระดับความสูงประมาณ 40 กม. อุณหภูมิจะคงที่จนถึงระดับความสูงประมาณ 55 กม. บริเวณอุณหภูมิคงที่นี้เรียกว่า สตราโตพอส และเป็นขอบเขตระหว่างสตราโตสเฟียร์กับมีโซสเฟียร์

Stratopause

ชั้นบรรยากาศระหว่างสตราโตสเฟียร์กับมีโซสเฟียร์ มีการกระจายอุณหภูมิแนวตั้งสูงสุด (ประมาณ 0 °C)

มีโซสเฟียร์

เทอร์โมสเฟียร์

ขีดจำกัดบนประมาณ 800 กม. อุณหภูมิสูงขึ้นถึงระดับความสูง 200-300 กม. ซึ่งถึงค่าของคำสั่ง 1500 K หลังจากนั้นก็เกือบจะคงที่จนถึงระดับสูง ภายใต้การกระทำของรังสีดวงอาทิตย์และรังสีคอสมิก อากาศจะแตกตัวเป็นไอออน ("ไฟขั้วโลก") - บริเวณหลักของชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์อยู่ภายในเทอร์โมสเฟียร์ ที่ระดับความสูงมากกว่า 300 กม. ออกซิเจนอะตอมเหนือกว่า ขีดจำกัดบนของเทอร์โมสเฟียร์ถูกกำหนดโดยกิจกรรมปัจจุบันของดวงอาทิตย์เป็นส่วนใหญ่ ในช่วงที่มีกิจกรรมต่ำ เช่น ในปี 2551-2552 ขนาดของเลเยอร์นี้ลดลงอย่างเห็นได้ชัด

เทอร์โมพอส

บริเวณชั้นบรรยากาศเหนือเทอร์โมสเฟียร์ ในภูมิภาคนี้ การดูดกลืนรังสีดวงอาทิตย์ไม่มีนัยสำคัญ และอุณหภูมิไม่เปลี่ยนแปลงตามความสูงจริงๆ

Exosphere (ทรงกลมของการกระเจิง)

สูงถึง 100 กม. บรรยากาศเป็นส่วนผสมของก๊าซที่เป็นเนื้อเดียวกันและผสมกันอย่างดี ในชั้นที่สูงขึ้น การกระจายของก๊าซในระดับความสูงจะขึ้นอยู่กับมวลโมเลกุล ความเข้มข้นของก๊าซที่หนักกว่าจะลดลงเร็วขึ้นตามระยะห่างจากพื้นผิวโลก เนื่องจากความหนาแน่นของก๊าซลดลง อุณหภูมิจึงลดลงจาก 0 °C ในสตราโตสเฟียร์เป็นลบ 110 °C ในมีโซสเฟียร์ อย่างไรก็ตาม พลังงานจลน์ของอนุภาคแต่ละตัวที่ระดับความสูง 200-250 กม. สอดคล้องกับอุณหภูมิ ~ 150 °C ที่สูงกว่า 200 กม. อุณหภูมิและความหนาแน่นของก๊าซจะผันผวนอย่างมากในเวลาและพื้นที่

ที่ระดับความสูงประมาณ 2,000-3500 กม. เอกโซสเฟียร์จะค่อยๆ ผ่านเข้าไปในสิ่งที่เรียกว่า ใกล้อวกาศสูญญากาศซึ่งเต็มไปด้วยอนุภาคหายากของก๊าซระหว่างดาวเคราะห์ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นอะตอมของไฮโดรเจน แต่ก๊าซนี้เป็นเพียงส่วนหนึ่งของสสารในอวกาศเท่านั้น อีกส่วนหนึ่งประกอบด้วยอนุภาคคล้ายฝุ่นที่มีต้นกำเนิดจากดาวหางและอุกกาบาต นอกจากอนุภาคฝุ่นที่หายากมากแล้ว การแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและอนุภาคของแหล่งกำเนิดสุริยะและดาราจักรยังแทรกซึมเข้าไปในพื้นที่นี้

ทบทวน

ชั้นโทรโพสเฟียร์มีสัดส่วนประมาณ 80% ของมวลบรรยากาศ สตราโตสเฟียร์มีสัดส่วนประมาณ 20%; มวลของมีโซสเฟียร์ไม่เกิน 0.3% เทอร์โมสเฟียร์น้อยกว่า 0.05% ของมวลรวมของบรรยากาศ

ตามคุณสมบัติทางไฟฟ้าในบรรยากาศ พวกมันปล่อย นิวโทรสเฟียร์และ ไอโอสเฟียร์ .

ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของก๊าซในบรรยากาศ พวกมันปล่อย โฮโมสเฟียร์และ เฮเทอโรสเฟียร์. เฮเทอโรสเฟียร์- นี่คือพื้นที่ที่แรงโน้มถ่วงส่งผลต่อการแยกตัวของก๊าซ เนื่องจากการปะปนกันที่ระดับความสูงดังกล่าวจะเล็กน้อย ดังนั้นตามองค์ประกอบตัวแปรของเฮเทอโรสเฟียร์ ด้านล่างเป็นส่วนที่เป็นเนื้อเดียวกันของชั้นบรรยากาศที่เรียกว่าโฮโมสเฟียร์ ขอบเขตระหว่างชั้นเหล่านี้เรียกว่า turbopause ซึ่งอยู่ที่ระดับความสูงประมาณ 120 กม.

คุณสมบัติอื่นๆ ของบรรยากาศและผลกระทบต่อร่างกายมนุษย์

ที่ระดับความสูง 5 กม. เหนือระดับน้ำทะเล คนที่ไม่ได้รับการฝึกฝนจะพัฒนาภาวะขาดออกซิเจน และหากไม่มีการปรับตัว ประสิทธิภาพของบุคคลจะลดลงอย่างมาก นี่คือจุดที่โซนสรีรวิทยาของชั้นบรรยากาศสิ้นสุดลง การหายใจของมนุษย์เป็นไปไม่ได้ที่ระดับความสูง 9 กม. แม้ว่าบรรยากาศจะมีออกซิเจนถึง 115 กม.

บรรยากาศให้ออกซิเจนที่เราต้องการหายใจ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความดันรวมของบรรยากาศลดลง ความดันบางส่วนของออกซิเจนก็ลดลงตามไปด้วย เมื่อขึ้นไปอยู่บนที่สูง

ประวัติความเป็นมาของการก่อตัวของบรรยากาศ

ตามทฤษฎีที่พบบ่อยที่สุด ชั้นบรรยากาศของโลกมีองค์ประกอบที่แตกต่างกันสามองค์ประกอบตลอดประวัติศาสตร์ ในขั้นต้น ประกอบด้วยก๊าซเบา (ไฮโดรเจนและฮีเลียม) ที่จับได้จากอวกาศระหว่างดาวเคราะห์ สิ่งนี้เรียกว่า บรรยากาศเบื้องต้น. ในขั้นต่อไป การระเบิดของภูเขาไฟทำให้เกิดความอิ่มตัวของบรรยากาศด้วยก๊าซอื่นที่ไม่ใช่ไฮโดรเจน (คาร์บอนไดออกไซด์ แอมโมเนีย ไอน้ำ) นี่คือวิธี บรรยากาศรอง. บรรยากาศนี้ได้รับการบูรณะ นอกจากนี้ กระบวนการของการก่อตัวของชั้นบรรยากาศถูกกำหนดโดยปัจจัยต่อไปนี้:

• การรั่วไหลของก๊าซเบา (ไฮโดรเจนและฮีเลียม) สู่อวกาศระหว่างดาวเคราะห์
• ปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในบรรยากาศภายใต้อิทธิพลของรังสีอัลตราไวโอเลต การปล่อยฟ้าผ่า และปัจจัยอื่นๆ

ปัจจัยเหล่านี้ค่อยๆ นำไปสู่การก่อตัว บรรยากาศระดับอุดมศึกษาโดดเด่นด้วยปริมาณไฮโดรเจนที่ต่ำกว่ามาก และมีปริมาณไนโตรเจนและคาร์บอนไดออกไซด์สูงกว่ามาก (เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาเคมีจากแอมโมเนียและไฮโดรคาร์บอน)

ไนโตรเจน

การก่อตัวของไนโตรเจนจำนวนมากเกิดจากการออกซิเดชันของบรรยากาศแอมโมเนีย - ไฮโดรเจนโดยโมเลกุลออกซิเจน O 2 (\displaystyle (\ce (O2)))ซึ่งเริ่มมาจากพื้นผิวโลกอันเป็นผลมาจากการสังเคราะห์แสงเมื่อ 3 พันล้านปีก่อน ไนโตรเจนด้วย N 2 (\displaystyle (\ce (N2)))ถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศอันเป็นผลมาจากการดีไนตริฟิเคชั่นของไนเตรตและสารประกอบที่มีไนโตรเจนอื่นๆ ไนโตรเจนถูกออกซิไดซ์โดยโอโซนถึง ไม่ (\displaystyle ((\ce (NO))))ในชั้นบรรยากาศชั้นบน

ไนโตรเจน N 2 (\displaystyle (\ce (N2)))เกิดปฏิกิริยาภายใต้สภาวะเฉพาะเท่านั้น (เช่น ระหว่างการปล่อยฟ้าผ่า) ออกซิเดชันของโมเลกุลไนโตรเจนโดยโอโซนในระหว่างการปล่อยไฟฟ้าใช้ในปริมาณเล็กน้อยในการผลิตปุ๋ยไนโตรเจนทางอุตสาหกรรม มันสามารถออกซิไดซ์ด้วยการใช้พลังงานต่ำและแปลงเป็นรูปแบบที่ใช้งานทางชีวภาพโดยไซยาโนแบคทีเรีย (สาหร่ายสีน้ำเงินแกมเขียว) และแบคทีเรียปมที่ก่อให้เกิด symbiosis ไรโซเบียนกับพืชตระกูลถั่วซึ่งสามารถเป็นพืชมูลสัตว์ที่มีประสิทธิภาพที่ไม่หมดสิ้น แต่ทำให้ดินอุดมสมบูรณ์ ด้วยปุ๋ยธรรมชาติ

ออกซิเจน

องค์ประกอบของชั้นบรรยากาศเริ่มเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงจากการถือกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลก อันเป็นผลมาจากการสังเคราะห์ด้วยแสง ควบคู่ไปกับการปล่อยออกซิเจนและการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ ในขั้นต้น ออกซิเจนถูกใช้ไปกับการออกซิเดชันของสารประกอบรีดิวซ์ เช่น แอมโมเนีย ไฮโดรคาร์บอน เหล็กรูปเหล็กที่มีอยู่ในมหาสมุทรและอื่นๆ เมื่อสิ้นสุดระยะนี้ ปริมาณออกซิเจนในบรรยากาศก็เริ่มเพิ่มขึ้น ค่อยๆ เกิดบรรยากาศสมัยใหม่พร้อมคุณสมบัติการออกซิไดซ์ เนื่องจากสิ่งนี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่รุนแรงและฉับพลันในกระบวนการต่างๆ มากมายที่เกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศ เปลือกโลก และชีวมณฑล เหตุการณ์นี้จึงเรียกว่าภัยพิบัติออกซิเจน

ก๊าซมีตระกูล

มลพิษทางอากาศ

ไม่นานมานี้ มนุษย์เริ่มมีอิทธิพลต่อวิวัฒนาการของชั้นบรรยากาศ ผลของกิจกรรมของมนุษย์ทำให้ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องอันเนื่องมาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนที่สะสมในยุคทางธรณีวิทยาก่อนหน้า ปริมาณมหาศาลถูกใช้ไปในการสังเคราะห์แสงและดูดซับโดยมหาสมุทรของโลก ก๊าซนี้เข้าสู่ชั้นบรรยากาศอันเนื่องมาจากการสลายตัวของหินคาร์บอเนตและสารอินทรีย์ที่มาจากพืชและสัตว์ รวมทั้งจากภูเขาไฟและกิจกรรมการผลิตของมนุษย์ เนื้อหาตลอด 100 ปีที่ผ่านมา CO 2 (\displaystyle (\ce (CO2)))ในชั้นบรรยากาศเพิ่มขึ้น 10% โดยส่วนหลัก (360 พันล้านตัน) มาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิง หากอัตราการเติบโตของการเผาไหม้เชื้อเพลิงยังคงดำเนินต่อไปอีก 200-300 ปีข้างหน้าปริมาณ CO 2 (\displaystyle (\ce (CO2)))เป็นสองเท่าในชั้นบรรยากาศและสามารถนำไปสู่

บรรยากาศ(จาก atmos กรีก - ไอน้ำและ spharia - บอล) - เปลือกอากาศของโลกหมุนไปพร้อมกับมัน การพัฒนาชั้นบรรยากาศมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับกระบวนการทางธรณีวิทยาและธรณีเคมีที่เกิดขึ้นบนโลกของเรา เช่นเดียวกับกิจกรรมของสิ่งมีชีวิต

ขอบล่างของชั้นบรรยากาศเกิดขึ้นพร้อมกับพื้นผิวโลก เนื่องจากอากาศแทรกซึมเข้าไปในรูพรุนที่เล็กที่สุดในดินและละลายแม้ในน้ำ

ขีดจำกัดบนที่ระดับความสูง 2,000-3,000 กม. จะค่อยๆ เคลื่อนผ่านสู่อวกาศ

บรรยากาศที่อุดมด้วยออกซิเจนทำให้ชีวิตเป็นไปได้บนโลก ออกซิเจนในบรรยากาศถูกใช้ในกระบวนการหายใจของมนุษย์ สัตว์ และพืช

หากไม่มีชั้นบรรยากาศ โลกก็จะเงียบเหมือนดวงจันทร์ ท้ายที่สุดแล้วเสียงคือการสั่นสะเทือนของอนุภาคในอากาศ สีฟ้าของท้องฟ้าอธิบายได้จากความจริงที่ว่ารังสีของดวงอาทิตย์ที่ผ่านชั้นบรรยากาศราวกับผ่านเลนส์ถูกย่อยสลายเป็นสีขององค์ประกอบ ในกรณีนี้รังสีของสีน้ำเงินและสีน้ำเงินส่วนใหญ่กระจัดกระจาย

ชั้นบรรยากาศยังคงรักษารังสีอัลตราไวโอเลตส่วนใหญ่จากดวงอาทิตย์ไว้ ซึ่งส่งผลเสียต่อสิ่งมีชีวิต นอกจากนี้ยังเก็บความร้อนไว้ที่พื้นผิวโลก ป้องกันไม่ให้โลกของเราเย็นลง

โครงสร้างบรรยากาศ

สามารถแยกแยะชั้นบรรยากาศได้หลายชั้น โดยมีความหนาแน่นและความหนาแน่นต่างกัน (รูปที่ 1)

โทรโพสเฟียร์

โทรโพสเฟียร์- ชั้นบรรยากาศต่ำสุดซึ่งมีความหนาเหนือขั้วโลกคือ 8-10 กม. ในละติจูดพอสมควร - 10-12 กม. และเหนือเส้นศูนย์สูตร - 16-18 กม.

ข้าว. 1. โครงสร้างชั้นบรรยากาศของโลก

อากาศในโทรโพสเฟียร์ได้รับความร้อนจากพื้นผิวโลก เช่น จากดินและน้ำ ดังนั้นอุณหภูมิของอากาศในชั้นนี้จึงลดลงตามความสูงเฉลี่ย 0.6 °C ทุก ๆ 100 ม. ที่ขอบบนของโทรโพสเฟียร์จะถึง -55 °C ในเวลาเดียวกัน ในบริเวณเส้นศูนย์สูตรที่ขอบบนของโทรโพสเฟียร์ อุณหภูมิของอากาศอยู่ที่ -70 °С และในภูมิภาคของขั้วโลกเหนือ -65 °С

มวลประมาณ 80% ของบรรยากาศกระจุกตัวอยู่ในชั้นโทรโพสเฟียร์ ไอน้ำเกือบทั้งหมดตั้งอยู่ พายุฝนฟ้าคะนอง พายุ เมฆและการตกตะกอน และการเคลื่อนที่ของอากาศในแนวตั้ง (พา) และแนวนอน (ลม) เกิดขึ้น

เราสามารถพูดได้ว่าสภาพอากาศส่วนใหญ่ก่อตัวในชั้นโทรโพสเฟียร์

สตราโตสเฟียร์

สตราโตสเฟียร์- ชั้นบรรยากาศที่อยู่เหนือชั้นโทรโพสเฟียร์ที่ระดับความสูง 8 ถึง 50 กม. สีของท้องฟ้าในชั้นนี้ปรากฏเป็นสีม่วง ซึ่งอธิบายได้จากความหายากของอากาศ เนื่องจากรังสีของดวงอาทิตย์แทบไม่กระจัดกระจาย

สตราโตสเฟียร์ประกอบด้วยมวล 20% ของบรรยากาศ อากาศในชั้นนี้หายากขึ้น แทบไม่มีไอน้ำ ดังนั้นจึงแทบไม่เกิดเมฆและหยาดน้ำฟ้า อย่างไรก็ตามกระแสอากาศที่เสถียรนั้นพบได้ในสตราโตสเฟียร์ซึ่งมีความเร็วถึง 300 กม. / ชม.

ชั้นนี้เข้มข้น โอโซน(หน้าจอโอโซน, โอโซนสเฟียร์) เป็นชั้นที่ดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตป้องกันไม่ให้ผ่านมายังโลกและด้วยเหตุนี้จึงปกป้องสิ่งมีชีวิตบนโลกของเรา เนื่องจากโอโซน อุณหภูมิอากาศที่ขอบบนของสตราโตสเฟียร์จึงอยู่ในช่วงตั้งแต่ -50 ถึง 4-55 °C

ระหว่างมีโซสเฟียร์และสตราโตสเฟียร์มีเขตเปลี่ยนผ่าน - สตราโตพอส

มีโซสเฟียร์

มีโซสเฟียร์- ชั้นบรรยากาศที่ระดับความสูง 50-80 กม. ความหนาแน่นของอากาศที่นี่น้อยกว่าพื้นผิวโลก 200 เท่า สีของท้องฟ้าในชั้นมีโซสเฟียร์จะเป็นสีดำ ดวงดาวจะมองเห็นได้ในตอนกลางวัน อุณหภูมิของอากาศลดลงถึง -75 (-90)°C

ที่ระดับความสูง 80 กม. เริ่มต้น เทอร์โมสเฟียร์อุณหภูมิอากาศในชั้นนี้สูงขึ้นอย่างรวดเร็วถึงความสูง 250 ม. จากนั้นจะคงที่: ที่ความสูง 150 กม. ถึง 220-240 °C; ที่ระดับความสูง 500-600 กม. เกิน 1500 °C

ในชั้นมีโซสเฟียร์และเทอร์โมสเฟียร์ภายใต้การกระทำของรังสีคอสมิก โมเลกุลของก๊าซจะแตกตัวเป็นอนุภาคที่มีประจุ (แตกตัวเป็นไอออน) ของอะตอม ดังนั้นบรรยากาศส่วนนี้จึงถูกเรียกว่า ไอโอสเฟียร์- ชั้นของอากาศที่หายากมาก ซึ่งตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 50 ถึง 1,000 กม. ซึ่งประกอบด้วยอะตอมออกซิเจนที่แตกตัวเป็นไอออน โมเลกุลไนตริกออกไซด์ และอิเล็กตรอนอิสระเป็นส่วนใหญ่ เลเยอร์นี้มีลักษณะเฉพาะด้วยพลังงานไฟฟ้าสูงและคลื่นวิทยุที่ยาวและปานกลางจะสะท้อนออกมาจากกระจกเหมือนในกระจก

ในบรรยากาศรอบนอกของไอโอโนสเฟียร์แสงออโรร่าเกิดขึ้น - การเรืองแสงของก๊าซที่หายากภายใต้อิทธิพลของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าที่บินจากดวงอาทิตย์ - และสังเกตความผันผวนที่คมชัดในสนามแม่เหล็ก

เอกโซสเฟียร์

เอกโซสเฟียร์- ชั้นบรรยากาศนอกเหนือ 1,000 กม. ชั้นนี้เรียกอีกอย่างว่าทรงกลมกระเจิง เนื่องจากอนุภาคก๊าซเคลื่อนที่มาที่นี่ด้วยความเร็วสูงและสามารถกระเจิงออกสู่อวกาศได้

องค์ประกอบของบรรยากาศ

บรรยากาศเป็นส่วนผสมของก๊าซที่ประกอบด้วยไนโตรเจน (78.08%) ออกซิเจน (20.95%) คาร์บอนไดออกไซด์ (0.03%) อาร์กอน (0.93%) ฮีเลียมจำนวนเล็กน้อย นีออน ซีนอน คริปทอน (0.01%) โอโซนและก๊าซอื่น ๆ แต่มีเนื้อหาเล็กน้อย (ตารางที่ 1) องค์ประกอบที่ทันสมัยของอากาศของโลกก่อตั้งขึ้นเมื่อกว่าร้อยล้านปีก่อน แต่กิจกรรมการผลิตของมนุษย์ที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วยังคงนำไปสู่การเปลี่ยนแปลง ปัจจุบันมี CO 2 เพิ่มขึ้นประมาณ 10-12%

ก๊าซที่ประกอบเป็นชั้นบรรยากาศมีบทบาทหน้าที่ต่างๆ อย่างไรก็ตาม ความสำคัญหลักของก๊าซเหล่านี้ถูกกำหนดโดยหลักจากการที่พวกมันดูดซับพลังงานการแผ่รังสีอย่างแรงมาก และด้วยเหตุนี้จึงมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อระบอบอุณหภูมิของพื้นผิวและชั้นบรรยากาศของโลก

ตารางที่ 1. องค์ประกอบทางเคมีของอากาศแห้งในบรรยากาศใกล้พื้นผิวโลก

ไนโตรเจนก๊าซที่พบมากที่สุดในบรรยากาศ มีปฏิกิริยาทางเคมีเพียงเล็กน้อย

ออกซิเจนต่างจากไนโตรเจนตรงที่เป็นองค์ประกอบที่ออกฤทธิ์ทางเคมีอย่างมาก หน้าที่จำเพาะของออกซิเจนคือการเกิดออกซิเดชันของสารอินทรีย์ของสิ่งมีชีวิต heterotrophic หิน และก๊าซออกซิไดซ์ที่ไม่สมบูรณ์ซึ่งปล่อยสู่บรรยากาศโดยภูเขาไฟ หากไม่มีออกซิเจน ก็จะไม่มีการสลายตัวของอินทรียวัตถุที่ตายแล้ว

บทบาทของคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศนั้นยอดเยี่ยมมาก มันเข้าสู่ชั้นบรรยากาศอันเป็นผลมาจากกระบวนการเผาไหม้การหายใจของสิ่งมีชีวิตการสลายตัวและอย่างแรกเลยคือวัสดุก่อสร้างหลักสำหรับการสร้างอินทรียวัตถุในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง นอกจากนี้ คุณสมบัติของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในการส่งรังสีดวงอาทิตย์คลื่นสั้นและดูดซับส่วนหนึ่งของการแผ่รังสีคลื่นยาวจากความร้อนมีความสำคัญอย่างยิ่ง ซึ่งจะก่อให้เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจกซึ่งจะกล่าวถึงด้านล่าง

นอกจากนี้ อิทธิพลต่อกระบวนการบรรยากาศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบการระบายความร้อนของสตราโตสเฟียร์ โอโซน.ก๊าซนี้ทำหน้าที่เป็นตัวดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตจากแสงอาทิตย์ตามธรรมชาติ และการดูดกลืนรังสีดวงอาทิตย์ทำให้เกิดความร้อนจากอากาศ ค่ารายเดือนเฉลี่ยของปริมาณโอโซนทั้งหมดในบรรยากาศแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับละติจูดของพื้นที่และฤดูกาลภายใน 0.23-0.52 ซม. (นี่คือความหนาของชั้นโอโซนที่ความดันพื้นดินและอุณหภูมิ) ปริมาณโอโซนเพิ่มขึ้นจากเส้นศูนย์สูตรถึงขั้ว และการเปลี่ยนแปลงประจำปีโดยมีค่าต่ำสุดในฤดูใบไม้ร่วงและสูงสุดในฤดูใบไม้ผลิ

คุณสมบัติที่เป็นลักษณะเฉพาะของบรรยากาศสามารถเรียกได้ว่าเป็นความจริงที่ว่าเนื้อหาของก๊าซหลัก (ไนโตรเจน, ออกซิเจน, อาร์กอน) เปลี่ยนแปลงเล็กน้อยตามความสูง: ที่ระดับความสูง 65 กม. ในชั้นบรรยากาศเนื้อหาของไนโตรเจนคือ 86% ออกซิเจน - 19, อาร์กอน - 0.91, ที่ระดับความสูง 95 กม. - ไนโตรเจน 77, ออกซิเจน - 21.3, อาร์กอน - 0.82% ความคงตัวขององค์ประกอบของอากาศในบรรยากาศในแนวตั้งและแนวนอนนั้นคงอยู่โดยการผสม

นอกจากก๊าซแล้ว อากาศยังประกอบด้วย ไอน้ำและ อนุภาคที่เป็นของแข็งหลังสามารถมีต้นกำเนิดจากธรรมชาติและเทียม (มานุษยวิทยา) เหล่านี้คือละอองเกสรดอกไม้ ผลึกเกลือขนาดเล็ก ฝุ่นถนน สิ่งเจือปนจากละอองลอย เมื่อแสงแดดส่องผ่านหน้าต่าง สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มีฝุ่นละอองจำนวนมากในอากาศของเมืองและศูนย์กลางอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ ซึ่งการปล่อยก๊าซที่เป็นอันตรายและสิ่งเจือปนที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงจะถูกเติมลงในละอองลอย

ความเข้มข้นของละอองลอยในชั้นบรรยากาศเป็นตัวกำหนดความโปร่งใสของอากาศ ซึ่งส่งผลต่อรังสีดวงอาทิตย์ที่ส่งไปถึงพื้นผิวโลก ละอองลอยที่ใหญ่ที่สุดคือนิวเคลียสของการควบแน่น (จาก lat. การควบแน่น- อัดแน่นหนาขึ้น) - มีส่วนช่วยในการเปลี่ยนไอน้ำให้เป็นหยดน้ำ

ค่าของไอน้ำถูกกำหนดโดยหลักจากข้อเท็จจริงที่ว่ามันชะลอการแผ่รังสีความร้อนคลื่นยาวของพื้นผิวโลก แสดงถึงการเชื่อมโยงหลักของวัฏจักรความชื้นขนาดใหญ่และขนาดเล็ก ทำให้อุณหภูมิของอากาศสูงขึ้นเมื่อแหล่งน้ำควบแน่น

ปริมาณไอน้ำในบรรยากาศแปรผันตามเวลาและพื้นที่ ดังนั้นความเข้มข้นของไอน้ำใกล้พื้นผิวโลกจึงอยู่ในช่วง 3% ในเขตร้อนถึง 2-10 (15)% ในทวีปแอนตาร์กติกา

ปริมาณไอน้ำเฉลี่ยในคอลัมน์แนวตั้งของบรรยากาศในละติจูดพอสมควรคือประมาณ 1.6-1.7 ซม. (ชั้นของไอน้ำควบแน่นจะมีความหนาดังกล่าว) ข้อมูลเกี่ยวกับไอน้ำในชั้นบรรยากาศต่างๆ ขัดแย้งกัน ตัวอย่างเช่น สันนิษฐานว่าในช่วงระดับความสูงตั้งแต่ 20 ถึง 30 กม. ความชื้นจำเพาะจะเพิ่มขึ้นอย่างมากตามความสูง อย่างไรก็ตาม การวัดภายหลังบ่งชี้ว่าสตราโตสเฟียร์มีความแห้งแล้งมากขึ้น เห็นได้ชัดว่าความชื้นจำเพาะในสตราโตสเฟียร์ขึ้นอยู่กับความสูงเพียงเล็กน้อยและปริมาณ 2-4 มก./กก.

ความแปรปรวนของปริมาณไอน้ำในโทรโพสเฟียร์ถูกกำหนดโดยปฏิกิริยาของการระเหย การควบแน่น และการขนส่งในแนวนอน อันเป็นผลมาจากการควบแน่นของไอน้ำ ทำให้เกิดเมฆและการตกตะกอนในรูปของฝน ลูกเห็บ และหิมะ

กระบวนการของการเปลี่ยนเฟสของน้ำดำเนินไปในชั้นโทรโพสเฟียร์เป็นหลัก ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้มีเมฆในสตราโตสเฟียร์ (ที่ระดับความสูง 20-30 กม.) และมีโซสเฟียร์ (ใกล้มีโซพอส) ที่เรียกว่าหอยมุกและเงิน ในขณะที่เมฆในชั้นบรรยากาศมักจะปกคลุมประมาณ 50% ของพื้นผิวโลกทั้งหมด

ปริมาณไอน้ำที่มีอยู่ในอากาศขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของอากาศ

อากาศ 1 ม. 3 ที่อุณหภูมิ -20 ° C สามารถบรรจุน้ำได้ไม่เกิน 1 กรัม ที่ 0 ° C - ไม่เกิน 5 กรัม ที่ +10 °С - ไม่เกิน 9 กรัม ที่ +30 °С - น้ำไม่เกิน 30 กรัม

บทสรุป:ยิ่งอุณหภูมิของอากาศสูงขึ้น ไอน้ำก็จะยิ่งมีมากขึ้น

อากาศสามารถ รวยและ ไม่อิ่มตัวไอน้ำ. ดังนั้นหากที่อุณหภูมิ +30 ° C อากาศ 1 ม. 3 มีไอน้ำ 15 กรัมอากาศจะไม่อิ่มตัวด้วยไอน้ำ ถ้า 30 กรัม - อิ่มตัว

ความชื้นสัมบูรณ์- นี่คือปริมาณไอน้ำที่มีอยู่ในอากาศ 1 ม. 3 มันแสดงเป็นกรัม ตัวอย่างเช่น หากพวกเขาพูดว่า "ความชื้นสัมบูรณ์เท่ากับ 15" แสดงว่า 1 มล. มีไอน้ำ 15 กรัม

ความชื้นสัมพัทธ์- นี่คืออัตราส่วน (เป็นเปอร์เซ็นต์) ของปริมาณไอน้ำจริงในอากาศ 1 ม. 3 ต่อปริมาณไอน้ำที่สามารถบรรจุได้ใน 1 มล. ที่อุณหภูมิที่กำหนด ตัวอย่างเช่น หากวิทยุในระหว่างการส่งรายงานสภาพอากาศรายงานว่าความชื้นสัมพัทธ์อยู่ที่ 70% หมายความว่าในอากาศประกอบด้วยไอน้ำ 70% ที่สามารถกักเก็บได้ในอุณหภูมิที่กำหนด

ยิ่งความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศสูงขึ้น t. ยิ่งอากาศเข้าใกล้ความอิ่มตัวมากเท่าไหร่ ก็ยิ่งมีโอกาสตกลงมามากเท่านั้น

ในเขตเส้นศูนย์สูตรมีความชื้นสัมพัทธ์สูง (สูงถึง 90%) เสมอ เนื่องจากมีอุณหภูมิอากาศสูงตลอดทั้งปีและมีการระเหยขนาดใหญ่จากพื้นผิวมหาสมุทร ความชื้นสัมพัทธ์สูงแบบเดียวกันนั้นอยู่ในบริเวณขั้วโลก แต่เพียงเพราะที่อุณหภูมิต่ำ ไอน้ำเพียงเล็กน้อยก็ทำให้อากาศอิ่มตัวหรือใกล้เคียงกับความอิ่มตัว ในละติจูดพอสมควร ความชื้นสัมพัทธ์จะแตกต่างกันไปตามฤดูกาล โดยจะสูงขึ้นในฤดูหนาวและต่ำกว่าในฤดูร้อน

ความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศต่ำมากเป็นพิเศษในทะเลทราย: อากาศ 1 ม. 1 มีปริมาณไอน้ำน้อยกว่าที่อุณหภูมิที่กำหนดสองถึงสามเท่า

ในการวัดความชื้นสัมพัทธ์จะใช้ไฮโกรมิเตอร์ (จากภาษากรีก hygros - เปียกและ metreco - ฉันวัด)

เมื่อเย็นลง อากาศอิ่มตัวจะไม่สามารถเก็บไอน้ำในปริมาณที่เท่ากันได้ มันจะข้น (ควบแน่น) กลายเป็นละอองหมอก สามารถพบเห็นหมอกในฤดูร้อนในคืนที่อากาศแจ่มใส

เมฆ- นี่คือหมอกเดียวกัน มีเพียงมันเท่านั้นที่ไม่ได้ก่อตัวขึ้นที่พื้นผิวโลก แต่อยู่ที่ความสูงระดับหนึ่ง เมื่ออากาศสูงขึ้น มันจะเย็นลงและไอน้ำในอากาศจะควบแน่น หยดน้ำเล็กๆ ที่เกิดขึ้นประกอบกันเป็นเมฆ

มีส่วนร่วมในการก่อตัวของเมฆ ฝุ่นละอองถูกระงับในชั้นโทรโพสเฟียร์

เมฆสามารถมีรูปร่างแตกต่างกันได้ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขของการก่อตัว (ตารางที่ 14)

เมฆที่ต่ำที่สุดและหนักที่สุดคือชั้นเมฆ ตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 2 กม. จากพื้นผิวโลก ที่ระดับความสูง 2 ถึง 8 กม. สามารถมองเห็นเมฆคิวมูลัสที่งดงามยิ่งขึ้นได้ สูงสุดและเบาที่สุดคือเมฆเซอร์รัส ตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 8 ถึง 18 กม. เหนือพื้นผิวโลก

การปกป้องบรรยากาศ

แหล่งที่มาหลักคือสถานประกอบการอุตสาหกรรมและรถยนต์ ในเมืองใหญ่ ปัญหาการปนเปื้อนของก๊าซในเส้นทางคมนาคมหลักนั้นรุนแรงมาก นั่นคือเหตุผลที่ในเมืองใหญ่หลายแห่งทั่วโลก รวมทั้งประเทศของเรา มีการแนะนำการควบคุมสิ่งแวดล้อมของความเป็นพิษของก๊าซไอเสียรถยนต์ ผู้เชี่ยวชาญระบุว่าควันและฝุ่นในอากาศสามารถลดการไหลของพลังงานแสงอาทิตย์สู่พื้นผิวโลกได้ครึ่งหนึ่ง ซึ่งจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในสภาพธรรมชาติ

ชั้นบรรยากาศของโลกต่างกัน: ความหนาแน่นและความดันอากาศต่างกันจะสังเกตได้จากความสูง อุณหภูมิ และองค์ประกอบของก๊าซที่เปลี่ยนแปลง ขึ้นอยู่กับพฤติกรรมของอุณหภูมิแวดล้อม (เช่น อุณหภูมิเพิ่มขึ้นตามความสูงหรือลดลง) เลเยอร์ต่อไปนี้มีความโดดเด่น: โทรโพสเฟียร์ สตราโตสเฟียร์ มีโซสเฟียร์ เทอร์โมสเฟียร์ และเอกโซสเฟียร์ ขอบเขตระหว่างเลเยอร์เรียกว่าการหยุดชั่วคราว: มี 4 อันเนื่องจาก ขอบบนของเอกโซสเฟียร์เบลอมากและมักหมายถึงอวกาศใกล้ โครงสร้างทั่วไปของบรรยากาศสามารถพบได้ในแผนภาพที่แนบมา

รูปที่ 1 โครงสร้างชั้นบรรยากาศของโลก เครดิต: เว็บไซต์

ชั้นบรรยากาศต่ำสุดคือชั้นโทรโพสเฟียร์ ซึ่งขอบเขตบนที่เรียกว่าโทรโพพอส จะแตกต่างกันไปตามละติจูดทางภูมิศาสตร์และระยะตั้งแต่ 8 กม. ในขั้วโลกได้ถึง 20 กม. ในละติจูดเขตร้อน ในละติจูดกลางหรือเขตอบอุ่นขอบเขตบนอยู่ที่ระดับความสูง 10-12 กม. ในระหว่างปี ขอบเขตบนของชั้นโทรโพสเฟียร์มีความผันผวนขึ้นอยู่กับการไหลเข้าของรังสีดวงอาทิตย์ ดังนั้น จากการฟังที่ขั้วโลกใต้ของโลกโดยบริการอุตุนิยมวิทยาของสหรัฐ ปรากฏว่าตั้งแต่เดือนมีนาคมถึงเดือนสิงหาคมหรือกันยายน มีการเย็นตัวของชั้นโทรโพสเฟียร์อย่างต่อเนื่อง อันเป็นผลมาจากการที่ช่วงเวลาสั้นๆ ใน สิงหาคมหรือกันยายน ชายแดนเพิ่มขึ้นเป็น 11.5 กม. จากนั้นระหว่างเดือนกันยายนถึงธันวาคม เครื่องบินจะลดลงอย่างรวดเร็วและถึงตำแหน่งต่ำสุด - 7.5 กม. หลังจากนั้นความสูงจะไม่เปลี่ยนแปลงจนถึงเดือนมีนาคม เหล่านั้น. ชั้นโทรโพสเฟียร์มีความหนาที่สุดในฤดูร้อนและบางที่สุดในฤดูหนาว

ควรสังเกตว่านอกเหนือจากความผันผวนตามฤดูกาลแล้วยังมีความผันผวนรายวันในความสูงของ tropopause นอกจากนี้ ตำแหน่งของมันยังได้รับอิทธิพลจากพายุไซโคลนและแอนติไซโคลน: ในตอนแรก มันตกเพราะ ความดันในนั้นต่ำกว่าในอากาศโดยรอบและประการที่สองก็เพิ่มขึ้นตามลำดับ

ชั้นโทรโพสเฟียร์ประกอบด้วยมวลอากาศทั้งหมดถึง 90% และไอน้ำ 9/10 ของมวลทั้งหมด ความปั่นป่วนได้รับการพัฒนาอย่างมากที่นี่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในชั้นใกล้และชั้นสูงสุด เมฆของทุกระดับพัฒนาขึ้น ไซโคลนและแอนติไซโคลนก่อตัวขึ้น และเนื่องจากการสะสมของก๊าซเรือนกระจก (คาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน ไอน้ำ) ของรังสีดวงอาทิตย์ที่สะท้อนจากพื้นผิวโลก ทำให้เกิดภาวะเรือนกระจกขึ้น

ภาวะเรือนกระจกสัมพันธ์กับการลดลงของอุณหภูมิอากาศในชั้นโทรโพสเฟียร์ที่มีความสูง (เพราะโลกที่ร้อนจะปล่อยความร้อนให้กับชั้นผิวมากขึ้น) ความลาดชันแนวตั้งเฉลี่ย 0.65°/100 ม. (เช่น อุณหภูมิอากาศลดลง 0.65° C ทุกๆ 100 เมตรที่คุณสูงขึ้น) ดังนั้นหากอุณหภูมิอากาศเฉลี่ยต่อปีอยู่ที่ +26 °ที่พื้นผิวโลกใกล้กับเส้นศูนย์สูตรดังนั้นที่ขีด จำกัด บน -70 ° อุณหภูมิในบริเวณโทรโพพอสเหนือขั้วโลกเหนือจะแตกต่างกันไปตลอดทั้งปี ตั้งแต่ -45° ในฤดูร้อน ถึง -65° ในฤดูหนาว

เมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น ความกดอากาศก็ลดลงเช่นกัน ซึ่งเท่ากับ 12-20% ของระดับพื้นผิวใกล้ใกล้ชั้นโทรโพสเฟียร์ตอนบน

บนเส้นขอบของโทรโพสเฟียร์และชั้นบนของสตราโตสเฟียร์มีชั้นโทรโปพอสซึ่งมีความหนา 1-2 กม. ชั้นอากาศที่ความลาดชันในแนวตั้งลดลงเหลือ 0.2°/100 ม. เทียบกับ 0.65°/100 ม. ในบริเวณที่อยู่เบื้องล่างของโทรโพสเฟียร์มักจะถือเป็นขอบเขตล่างของโทรโพพอส

ภายใน tropopause สังเกตการไหลของอากาศในทิศทางที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัดเรียกว่ากระแสน้ำสูงหรือ "ลำธารเจ็ต" ที่เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของการหมุนของโลกรอบแกนของมันและความร้อนของชั้นบรรยากาศด้วยการมีส่วนร่วมของรังสีดวงอาทิตย์ มีการสังเกตกระแสน้ำที่ขอบเขตของโซนที่มีความแตกต่างของอุณหภูมิอย่างมีนัยสำคัญ มีศูนย์กลางของการแปลกระแสเหล่านี้อยู่หลายแห่ง เช่น อาร์กติก กึ่งเขตร้อน กึ่งขั้วโลก และอื่นๆ การรู้ตำแหน่งของกระแสน้ำเป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับอุตุนิยมวิทยาและการบิน: อันดับแรกใช้ลำธารเพื่อการพยากรณ์อากาศที่แม่นยำยิ่งขึ้น ที่สองสำหรับการสร้างเส้นทางการบินของเครื่องบินเพราะ ที่ขอบการไหลมีกระแสน้ำวนที่ปั่นป่วนรุนแรง คล้ายกับกระแสน้ำวนขนาดเล็กที่เรียกว่า "ท้องฟ้าแจ่มใสปั่นป่วน" เนื่องจากไม่มีเมฆที่ระดับความสูงเหล่านี้

ภายใต้อิทธิพลของกระแสน้ำในระดับสูง การแตกร้าวมักก่อตัวในโทรโพพอส และบางครั้งมันก็หายไปโดยสิ้นเชิง แม้ว่าจะก่อตัวขึ้นอีกครั้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งมักพบเห็นในละติจูดกึ่งเขตร้อนซึ่งมีกระแสน้ำในระดับความสูงกึ่งเขตร้อนที่ทรงพลังครอบงำ นอกจากนี้ความแตกต่างในชั้นของ tropopause ในแง่ของอุณหภูมิอากาศแวดล้อมทำให้เกิดการแตก ตัวอย่างเช่น มีช่องว่างกว้างระหว่าง tropopause ขั้วโลกที่อบอุ่นและต่ำและ tropopause สูงและเย็นของละติจูดเขตร้อน เมื่อเร็ว ๆ นี้ยังมีการแยกชั้นของ tropopause ของละติจูดพอสมควรซึ่งแบ่งกับสองชั้นก่อนหน้า: ขั้วโลกและเขตร้อน

ชั้นที่สองของชั้นบรรยากาศของโลกคือชั้นสตราโตสเฟียร์ สตราโตสเฟียร์แบ่งออกเป็น 2 ส่วนตามเงื่อนไข ครั้งแรกของพวกเขาซึ่งสูงถึง 25 กม. มีอุณหภูมิเกือบคงที่ซึ่งเท่ากับอุณหภูมิของชั้นบนของโทรโพสเฟียร์เหนือพื้นที่เฉพาะ ภูมิภาคที่สองหรือภูมิภาคผกผันมีอุณหภูมิอากาศเพิ่มขึ้นถึงระดับความสูงประมาณ 40 กม. เนื่องจากการดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตจากแสงอาทิตย์โดยออกซิเจนและโอโซน ในส่วนบนของสตราโตสเฟียร์เนื่องจากความร้อนนี้ อุณหภูมิมักจะเป็นบวกหรือเทียบได้กับอุณหภูมิอากาศที่พื้นผิว

เหนือขอบเขตผกผันคือชั้นของอุณหภูมิคงที่ ซึ่งเรียกว่าสตราโตพอส และเป็นขอบเขตระหว่างสตราโตสเฟียร์กับมีโซสเฟียร์ ความหนาถึง 15 กม.

ตรงกันข้ามกับชั้นโทรโพสเฟียร์ ความปั่นป่วนแบบปั่นป่วนนั้นหาได้ยากในสตราโตสเฟียร์ แต่มีลมในแนวราบที่พัดแรงหรือกระแสน้ำที่พัดกระหน่ำในบริเวณแคบ ๆ ตามแนวพรมแดนของละติจูดพอสมควรที่หันหน้าไปทางเสา ตำแหน่งของโซนเหล่านี้ไม่คงที่ สามารถเลื่อน ขยาย หรือหายไปได้ทั้งหมด บ่อยครั้งที่กระแสน้ำเจ็ตแทรกซึมเข้าไปในชั้นบนของโทรโพสเฟียร์หรือในทางกลับกัน มวลอากาศจากโทรโพสเฟียร์จะทะลุเข้าไปในชั้นล่างของสตราโตสเฟียร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการผสมมวลอากาศในบริเวณแนวหน้าของชั้นบรรยากาศ

เพียงเล็กน้อยในสตราโตสเฟียร์และไอน้ำ อากาศที่นี่แห้งมาก จึงมีเมฆน้อย ที่ระดับความสูง 20-25 กม. เท่านั้น ในละติจูดสูง เราสามารถสังเกตเห็นเมฆมาเธอร์ออฟเพิร์ลที่บางมาก ซึ่งประกอบด้วยหยดน้ำที่เย็นจัดมาก ในระหว่างวัน เมฆเหล่านี้ไม่สามารถมองเห็นได้ แต่เมื่อเริ่มเข้าสู่ความมืด พวกมันดูเหมือนจะเรืองแสงเนื่องจากการส่องสว่างของดวงอาทิตย์ซึ่งตกอยู่ใต้ขอบฟ้าแล้ว

ที่ความสูงเท่ากัน (20-25 กม.) ในสตราโตสเฟียร์ตอนล่างมีสิ่งที่เรียกว่าชั้นโอโซน - พื้นที่ที่มีปริมาณโอโซนสูงสุดซึ่งเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ (คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับกระบวนการนี้ ในเพจ) ชั้นโอโซนหรือโอโซนสเฟียร์มีความสำคัญต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตทุกชนิดบนบกโดยการดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตที่อันตรายถึงชีวิตได้สูงถึง 290 นาโนเมตร ด้วยเหตุผลนี้เองที่สิ่งมีชีวิตไม่ได้อาศัยอยู่เหนือชั้นโอโซน มันเป็นขีดจำกัดสูงสุดของการแพร่กระจายของชีวิตบนโลก

ภายใต้อิทธิพลของโอโซน สนามแม่เหล็กก็เปลี่ยนเช่นกัน อะตอมสลายตัวโมเลกุล เกิดไอออไนเซชัน การก่อตัวของก๊าซและสารประกอบทางเคมีอื่นๆ

ชั้นบรรยากาศเหนือสตราโตสเฟียร์เรียกว่ามีโซสเฟียร์ มีอุณหภูมิอากาศลดลงโดยมีความสูงโดยมีการไล่ระดับแนวตั้งเฉลี่ย 0.25-0.3°/100 ม. ซึ่งนำไปสู่ความปั่นป่วนรุนแรง ที่ขอบเขตบนของมีโซสเฟียร์ในพื้นที่ที่เรียกว่ามีโซพอส อุณหภูมิที่สูงถึง -138 ° C ถูกบันทึกไว้ ซึ่งเป็นค่าต่ำสุดที่แน่นอนสำหรับชั้นบรรยากาศทั้งหมดของโลกโดยรวม

ภายในช่วงวัยหมดประจำเดือน ขอบเขตล่างของบริเวณที่มีการดูดกลืนรังสีเอกซ์และรังสีอัลตราไวโอเลตความยาวคลื่นสั้นของดวงอาทิตย์ผ่าน กระบวนการพลังงานนี้เรียกว่าการถ่ายเทความร้อนแบบแผ่รังสี เป็นผลให้ก๊าซได้รับความร้อนและแตกตัวเป็นไอออนซึ่งเป็นสาเหตุของการเรืองแสงของบรรยากาศ

ที่ระดับความสูง 75-90 กม. ใกล้กับขอบเขตบนของมีโซสเฟียร์มีเมฆพิเศษสังเกตเห็นว่าครอบครองพื้นที่กว้างใหญ่ในบริเวณขั้วโลกของดาวเคราะห์ เมฆเหล่านี้เรียกว่าสีเงินเนื่องจากแสงที่ส่องลงมาในยามพลบค่ำ ซึ่งเกิดจากการสะท้อนของแสงแดดจากผลึกน้ำแข็งที่เมฆเหล่านี้ประกอบขึ้นเป็นองค์ประกอบ

ความกดอากาศภายในวัยหมดประจำเดือนน้อยกว่าที่พื้นผิวโลก 200 เท่า นี่แสดงให้เห็นว่าอากาศเกือบทั้งหมดในชั้นบรรยากาศกระจุกตัวอยู่ในชั้นล่าง 3 ชั้น ได้แก่ ชั้นโทรโพสเฟียร์ สตราโตสเฟียร์ และมีโซสเฟียร์ ชั้นที่อยู่เหนือของเทอร์โมสเฟียร์และเอกโซสเฟียร์มีสัดส่วนเพียง 0.05% ของมวลของบรรยากาศทั้งหมด

เทอร์โมสเฟียร์ตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 90 ถึง 800 กม. เหนือพื้นผิวโลก

เทอร์โมสเฟียร์มีลักษณะเฉพาะด้วยอุณหภูมิอากาศที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องจนถึงระดับความสูง 200-300 กม. ซึ่งสามารถเข้าถึง 2500 องศาเซลเซียสได้ อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเกิดจากการดูดกลืนโดยโมเลกุลก๊าซของเอ็กซ์เรย์และส่วนที่เป็นคลื่นสั้นของรังสีอัลตราไวโอเลตของดวงอาทิตย์ เหนือระดับน้ำทะเล 300 กม. อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะหยุดลง

ในเวลาเดียวกันกับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ความดันจะลดลง และด้วยเหตุนี้ ความหนาแน่นของอากาศโดยรอบ ดังนั้นหากที่ขอบเขตล่างของเทอร์โมสเฟียร์ความหนาแน่นคือ 1.8 × 10 -8 g / cm 3 จากนั้นที่ด้านบนจะมีอยู่แล้ว 1.8 × 10 -15 g / cm 3 ซึ่งประมาณเท่ากับ 10 ล้าน - 1 พันล้านอนุภาคใน 1 ซม. 3 .

ลักษณะทั้งหมดของเทอร์โมสเฟียร์ เช่น องค์ประกอบของอากาศ อุณหภูมิ ความหนาแน่น อาจมีความผันผวนอย่างมาก ขึ้นอยู่กับตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ ฤดูกาลของปี และช่วงเวลาของวัน แม้แต่ตำแหน่งของขอบบนของเทอร์โมสเฟียร์ก็เปลี่ยนไป

ชั้นบนสุดของบรรยากาศเรียกว่าชั้นนอกสุดหรือชั้นกระเจิง ขีดจำกัดล่างของมันเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาภายในขอบเขตที่กว้างมาก ส่วนสูง 690-800 กม. นำมาเป็นค่าเฉลี่ย มันถูกตั้งค่าว่าสามารถละเลยความน่าจะเป็นของการชนกันระหว่างโมเลกุลหรือระหว่างอะตอมได้เช่น ระยะทางเฉลี่ยที่โมเลกุลเคลื่อนที่แบบสุ่มจะครอบคลุมก่อนที่จะชนกับโมเลกุลที่คล้ายกันอื่น (ที่เรียกว่าเส้นทางอิสระ) จะมีขนาดใหญ่มากจนในความเป็นจริง โมเลกุลจะไม่ชนกับความน่าจะเป็นที่ใกล้ศูนย์ เลเยอร์ที่เกิดปรากฏการณ์ที่อธิบายไว้เรียกว่าเทอร์โมพอส

ขอบบนของเอกโซสเฟียร์อยู่ที่ระดับความสูง 2-3 พันกิโลเมตร มันถูกเบลออย่างรุนแรงและค่อยๆ ผ่านเข้าไปในสุญญากาศในอวกาศใกล้ ในบางครั้ง ด้วยเหตุนี้ ชั้นบรรยากาศนอกโลกจึงถือเป็นส่วนหนึ่งของอวกาศ และขอบบนของมันถูกกำหนดให้มีความสูง 190,000 กม. ซึ่งผลของแรงดันรังสีดวงอาทิตย์ต่อความเร็วของอะตอมไฮโดรเจนนั้นเกินแรงดึงดูดของ โลก. นี่คือสิ่งที่เรียกว่า โคโรนาของโลกซึ่งประกอบด้วยอะตอมไฮโดรเจน ความหนาแน่นของโคโรนาของโลกนั้นต่ำมาก: เพียง 1,000 อนุภาคต่อลูกบาศก์เซนติเมตร แต่ถึงกระนั้นจำนวนนี้ก็สูงกว่าความเข้มข้นของอนุภาคในอวกาศระหว่างดาวเคราะห์ถึง 10 เท่า

เนื่องจากอากาศที่หายากมากในชั้นนอกสุด อนุภาคจึงเคลื่อนที่รอบโลกในวงโคจรเป็นวงรีโดยไม่ชนกัน บางส่วนเคลื่อนที่ไปตามวิถีเปิดหรือไฮเพอร์โบลิกด้วยความเร็วจักรวาล (อะตอมของไฮโดรเจนและฮีเลียม) ออกจากชั้นบรรยากาศและไปสู่อวกาศซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้ชั้นนอกสุดเรียกว่าทรงกลมกระเจิง