บทบาทของบรรยากาศในชีวิตของโลก

บรรยากาศเป็นแหล่งออกซิเจนที่ผู้คนหายใจเข้าไป อย่างไรก็ตาม เมื่อคุณขึ้นไปยังระดับความสูง ความกดอากาศรวมจะลดลง ส่งผลให้ความดันออกซิเจนบางส่วนลดลง

ปอดของมนุษย์มีอากาศถุงประมาณสามลิตร หากความดันบรรยากาศเป็นปกติ ความดันออกซิเจนบางส่วนในถุงลมจะอยู่ที่ 11 มม. ปรอท มาตรา ความดันคาร์บอนไดออกไซด์ - 40 mm Hg. ศิลปะและไอน้ำ - 47 mm Hg. ศิลปะ. เมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น ความดันออกซิเจนจะลดลง และความดันของไอน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ในปอดทั้งหมดจะคงที่ - ประมาณ 87 มม. ปรอท ศิลปะ. เมื่อความดันอากาศเท่ากับค่านี้ ออกซิเจนจะหยุดไหลเข้าสู่ปอด

เนื่องจากความดันบรรยากาศลดลงที่ระดับความสูง 20 กม. น้ำและของเหลวในร่างกายคั่นระหว่างหน้าในร่างกายมนุษย์จะเดือดที่นี่ หากคุณไม่ได้ใช้ห้องโดยสารที่มีแรงดัน คนจะตายเกือบจะในทันทีที่ความสูงดังกล่าว ดังนั้นจากมุมมองของลักษณะทางสรีรวิทยาของร่างกายมนุษย์ "อวกาศ" มีต้นกำเนิดมาจากความสูง 20 กม. เหนือระดับน้ำทะเล

บทบาทของบรรยากาศในชีวิตของโลกนั้นยอดเยี่ยมมาก ตัวอย่างเช่น ต้องขอบคุณชั้นอากาศที่หนาแน่น - โทรโพสเฟียร์และสตราโตสเฟียร์ ผู้คนได้รับการปกป้องจากการได้รับรังสี ในอวกาศ ในอากาศบริสุทธิ์ ที่ระดับความสูงมากกว่า 36 กม. การแผ่รังสีไอออไนซ์จะทำหน้าที่ ที่ระดับความสูงกว่า 40 กม. - รังสีอัลตราไวโอเลต

เมื่อลอยขึ้นเหนือพื้นผิวโลกขึ้นไปสูงกว่า 90-100 กม. จะมีการลดลงทีละน้อยและจากนั้นปรากฏการณ์ที่มนุษย์คุ้นเคยก็หายไปอย่างสมบูรณ์ซึ่งสังเกตได้ในชั้นบรรยากาศด้านล่าง:

เสียงไม่แพร่กระจาย

ไม่มีแรงแอโรไดนามิกและการลาก

ความร้อนไม่ถูกถ่ายเทโดยการพาความร้อน ฯลฯ

ชั้นบรรยากาศปกป้องโลกและสิ่งมีชีวิตทั้งหมดจากรังสีคอสมิกจากอุกกาบาตมีหน้าที่ในการควบคุมความผันผวนของอุณหภูมิตามฤดูกาลการปรับสมดุลและการทำให้เท่าเทียมกันทุกวัน ในกรณีที่ไม่มีชั้นบรรยากาศบนโลก อุณหภูมิรายวันจะผันผวนภายใน +/-200С˚ ชั้นบรรยากาศเป็น "บัฟเฟอร์" ที่ให้ชีวิตระหว่างพื้นผิวโลกกับอวกาศซึ่งเป็นพาหะของความชื้นและความร้อน กระบวนการสังเคราะห์แสงและการแลกเปลี่ยนพลังงานเกิดขึ้นในบรรยากาศ - กระบวนการทางชีวภาพที่สำคัญที่สุด

ชั้นบรรยากาศตามลำดับจากพื้นผิวโลก

ชั้นบรรยากาศเป็นโครงสร้างเป็นชั้นๆ ซึ่งเป็นชั้นบรรยากาศต่อไปนี้โดยเรียงลำดับจากพื้นผิวโลก:

โทรโพสเฟียร์

สตราโตสเฟียร์

มีโซสเฟียร์

เทอร์โมสเฟียร์

เอกโซสเฟียร์

แต่ละชั้นไม่มีขอบเขตที่ชัดเจนระหว่างชั้นเหล่านี้ และความสูงของชั้นจะขึ้นอยู่กับละติจูดและฤดูกาล โครงสร้างชั้นนี้เกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่ความสูงต่างกัน ต้องขอบคุณบรรยากาศที่เราเห็นดาวระยิบระยับ

โครงสร้างชั้นบรรยากาศของโลกโดยชั้น:

ชั้นบรรยากาศของโลกทำมาจากอะไร?

ชั้นบรรยากาศแต่ละชั้นมีความแตกต่างกันในด้านอุณหภูมิ ความหนาแน่น และองค์ประกอบ ความหนารวมของชั้นบรรยากาศอยู่ที่ 1.5-2.0 พันกม. ชั้นบรรยากาศของโลกทำมาจากอะไร? ปัจจุบันเป็นส่วนผสมของก๊าซที่มีสารเจือปนต่างๆ

โทรโพสเฟียร์

โครงสร้างชั้นบรรยากาศของโลกเริ่มต้นด้วยชั้นโทรโพสเฟียร์ซึ่งอยู่ส่วนล่างของชั้นบรรยากาศสูงประมาณ 10-15 กม. นี่คือที่ที่อากาศในบรรยากาศส่วนใหญ่กระจุกตัว ลักษณะเฉพาะของโทรโพสเฟียร์คืออุณหภูมิลดลง 0.6 ˚C เมื่อคุณสูงขึ้นทุกๆ 100 เมตร ชั้นโทรโพสเฟียร์ได้รวมเอาไอน้ำในบรรยากาศเกือบทั้งหมดไว้ในตัวมันเอง และเมฆก็ก่อตัวขึ้นที่นี่เช่นกัน

ความสูงของโทรโพสเฟียร์เปลี่ยนแปลงทุกวัน นอกจากนี้ ค่าเฉลี่ยยังแตกต่างกันไปตามละติจูดและฤดูกาลของปี ความสูงเฉลี่ยของชั้นโทรโพสเฟียร์เหนือขั้วโลกคือ 9 กม. เหนือเส้นศูนย์สูตร - ประมาณ 17 กม. อุณหภูมิอากาศเฉลี่ยต่อปีเหนือเส้นศูนย์สูตรใกล้เคียงกับ +26 ˚C และเหนือขั้วโลกเหนือ -23 ˚C เส้นบนของเส้นขอบของโทรโพสเฟียร์ที่อยู่เหนือเส้นศูนย์สูตรคืออุณหภูมิเฉลี่ยต่อปีที่ประมาณ -70 ˚C และเหนือขั้วโลกเหนือในฤดูร้อน -45 ˚C และในฤดูหนาว -65 ˚C ดังนั้นยิ่งสูงเท่าไหร่ อุณหภูมิก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น รังสีของดวงอาทิตย์ส่องผ่านชั้นโทรโพสเฟียร์อย่างอิสระ ทำให้พื้นผิวโลกร้อนขึ้น ความร้อนที่แผ่ออกมาจากดวงอาทิตย์จะถูกกักไว้ด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน และไอน้ำ

สตราโตสเฟียร์

เหนือชั้นของโทรโพสเฟียร์คือสตราโตสเฟียร์ซึ่งมีความสูง 50-55 กม. ลักษณะเฉพาะของชั้นนี้คืออุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นพร้อมความสูง ระหว่างชั้นโทรโพสเฟียร์และสตราโตสเฟียร์มีชั้นเฉพาะกาลที่เรียกว่าโทรโพพอส

จากความสูง 25 กิโลเมตร อุณหภูมิของชั้นสตราโตสเฟียร์เริ่มเพิ่มขึ้น และเมื่อถึงความสูงสูงสุด 50 กม. จะได้รับค่าตั้งแต่ +10 ถึง +30 ˚C

มีไอน้ำน้อยมากในสตราโตสเฟียร์ บางครั้งที่ระดับความสูงประมาณ 25 กม. คุณจะเห็นเมฆค่อนข้างบางซึ่งเรียกว่า "มาเธอร์ออฟเพิร์ล" ในเวลากลางวันจะมองไม่เห็น แต่ในเวลากลางคืนจะเรืองแสงเนื่องจากการส่องสว่างของดวงอาทิตย์ซึ่งอยู่ใต้ขอบฟ้า องค์ประกอบของเมฆมาเธอร์ออฟเพิร์ลคือหยดน้ำที่มีความเย็นจัด สตราโตสเฟียร์ประกอบด้วยโอโซนเป็นส่วนใหญ่

มีโซสเฟียร์

ความสูงของชั้นมีโซสเฟียร์ประมาณ 80 กม. ที่นี่เมื่อสูงขึ้น อุณหภูมิจะลดลงและที่ขอบบนสุดจะถึงค่าหลายสิบ C˚ ที่ต่ำกว่าศูนย์ ในชั้นมีโซสเฟียร์นั้น สามารถสังเกตเมฆได้ ซึ่งอาจก่อตัวขึ้นจากผลึกน้ำแข็ง เมฆเหล่านี้เรียกว่า "สีเงิน" มีโซสเฟียร์มีลักษณะเฉพาะด้วยอุณหภูมิที่เย็นที่สุดในชั้นบรรยากาศ: ตั้งแต่ -2 ถึง -138 ˚C

เทอร์โมสเฟียร์

ชั้นบรรยากาศนี้ได้ชื่อมาจากอุณหภูมิสูง เทอร์โมสเฟียร์ประกอบด้วย:

ไอโอโนสเฟียร์

เอกโซสเฟียร์

ไอโอสเฟียร์มีลักษณะเฉพาะด้วยอากาศที่แยกตัวออก แต่ละเซนติเมตรที่ระดับความสูง 300 กม. ประกอบด้วยอะตอมและโมเลกุล 1 พันล้านตัวและที่ระดับความสูง 600 กม. - มากกว่า 100 ล้าน

ไอโอสเฟียร์ยังมีลักษณะไอออไนซ์ในอากาศสูงอีกด้วย ไอออนเหล่านี้ประกอบด้วยอะตอมของออกซิเจนที่มีประจุ โมเลกุลที่มีประจุของอะตอมไนโตรเจนและอิเล็กตรอนอิสระ

เอกโซสเฟียร์

จากความสูง 800-1,000 กม. ชั้นบรรยากาศภายนอกจะเริ่มขึ้น อนุภาคก๊าซ โดยเฉพาะอนุภาคที่เบา เคลื่อนที่มาที่นี่ด้วยความเร็วสูง เอาชนะแรงโน้มถ่วง อนุภาคดังกล่าวเนื่องจากการเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วของพวกมันจึงบินออกจากชั้นบรรยากาศสู่อวกาศและกระจายตัว ดังนั้นชั้นนอกจึงเรียกว่าทรงกลมกระเจิง ส่วนใหญ่เป็นอะตอมของไฮโดรเจนที่บินสู่อวกาศซึ่งประกอบขึ้นเป็นชั้นสูงสุดของชั้นนอกสุด ต้องขอบคุณอนุภาคในบรรยากาศชั้นบนและอนุภาคของลมสุริยะ เราจึงสามารถสังเกตแสงเหนือได้

ดาวเทียมและจรวดธรณีฟิสิกส์ทำให้สามารถสร้างการปรากฏตัวในชั้นบรรยากาศชั้นบนของแถบรังสีของดาวเคราะห์ซึ่งประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า - อิเล็กตรอนและโปรตอน

มีโซสเฟียร์

ตั้งอยู่เหนือสตราโตสเฟียร์ เป็นเปลือกหอยซึ่งมีความสูง 80-85 กม. อุณหภูมิจะลดลงเหลือน้อยที่สุดสำหรับบรรยากาศโดยรวม อุณหภูมิต่ำสุดเป็นประวัติการณ์ถึง -110°C ถูกบันทึกโดยจรวดอุตุนิยมวิทยาที่ยิงจากการติดตั้งระหว่างสหรัฐฯ กับแคนาดาที่ฟอร์ตเชอร์ชิลล์ (แคนาดา) ขีด จำกัด บนของมีโซสเฟียร์ (มีโซพอส) ใกล้เคียงกับขีด จำกัด ล่างของพื้นที่การดูดกลืนรังสีเอกซ์แบบแอคทีฟและรังสีอัลตราไวโอเลตความยาวคลื่นที่สั้นที่สุดของดวงอาทิตย์ซึ่งมาพร้อมกับความร้อนและไอออไนซ์ของก๊าซ

ในบริเวณขั้วโลกในฤดูร้อน ระบบคลาวด์มักปรากฏขึ้นในช่วงวัยหมดประจำเดือน ซึ่งครอบครองพื้นที่ขนาดใหญ่ แต่มีการพัฒนาในแนวดิ่งเพียงเล็กน้อย เมฆดังกล่าวที่เรืองแสงในตอนกลางคืนมักจะทำให้สามารถตรวจจับการเคลื่อนไหวของอากาศเป็นลูกคลื่นขนาดใหญ่ในชั้นบรรยากาศมีโซสเฟียร์ได้ องค์ประกอบของเมฆเหล่านี้ แหล่งที่มาของความชื้นและนิวเคลียสการควบแน่น ไดนามิกและความสัมพันธ์กับปัจจัยทางอุตุนิยมวิทยายังไม่ได้รับการศึกษา

เทอร์โมสเฟียร์

เป็นชั้นบรรยากาศที่มีอุณหภูมิสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง พลังของมันสามารถเข้าถึง 600 กม. ความดันและความหนาแน่นของก๊าซจึงลดลงตามความสูงอย่างต่อเนื่อง ใกล้พื้นผิวโลก อากาศ 1 m3 ประกอบด้วยประมาณ 2.5×1025 โมเลกุล ที่ความสูงประมาณ 100 กม. ในชั้นล่างของเทอร์โมสเฟียร์ - ประมาณ 1,019 ที่ระดับความสูง 200 กม. ในบรรยากาศรอบนอก - 5×1015 และตามการคำนวณที่ระดับความสูงประมาณ 850 กม. - ประมาณ 1,012 โมเลกุล ในอวกาศระหว่างดาวเคราะห์ ความเข้มข้นของโมเลกุลอยู่ที่ 108-109 ต่อ 1 ลูกบาศก์เมตร

ที่ความสูงประมาณ 100 กม. จำนวนโมเลกุลมีขนาดเล็กและไม่ค่อยชนกัน ระยะทางเฉลี่ยที่เดินทางโดยโมเลกุลที่เคลื่อนที่อย่างโกลาหลก่อนที่จะชนกับโมเลกุลอื่นที่คล้ายคลึงกันเรียกว่าเส้นทางอิสระเฉลี่ย ชั้นที่ค่านี้เพิ่มขึ้นมากจนละเลยความน่าจะเป็นของการชนกันระหว่างโมเลกุลหรือระหว่างอะตอมได้ตั้งอยู่บนขอบเขตระหว่างเทอร์โมสเฟียร์กับเปลือกที่วางอยู่ (exosphere) และเรียกว่าการหยุดชั่วคราวทางความร้อน เทอร์โมพอสอยู่ห่างจากพื้นผิวโลกประมาณ 650 กม.

ที่อุณหภูมิหนึ่ง ความเร็วของการเคลื่อนที่ของโมเลกุลจะขึ้นอยู่กับมวลของมัน: โมเลกุลที่เบากว่าจะเคลื่อนที่เร็วกว่าที่หนักกว่า ในชั้นบรรยากาศด้านล่างซึ่งเส้นทางอิสระสั้นมาก ไม่มีการแยกก๊าซตามน้ำหนักโมเลกุลที่เห็นได้ชัดเจน แต่แสดงได้เกิน 100 กม. นอกจากนี้ ภายใต้อิทธิพลของรังสีอัลตราไวโอเลตและรังสีเอกซ์จากดวงอาทิตย์ โมเลกุลของออกซิเจนจะแตกตัวเป็นอะตอมซึ่งมีมวลเท่ากับครึ่งหนึ่งของมวลโมเลกุล ดังนั้น เมื่อเราเคลื่อนตัวออกจากพื้นผิวโลก ออกซิเจนปรมาณูจึงมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ ในองค์ประกอบของบรรยากาศและที่ระดับความสูงประมาณ 200 กม. กลายเป็นองค์ประกอบหลัก สูงกว่าที่ระยะทางประมาณ 1200 กม. จากพื้นผิวโลกก๊าซเบา - ฮีเลียมและไฮโดรเจนมีอิทธิพลเหนือ เป็นชั้นบรรยากาศชั้นนอก การแยกโดยน้ำหนักนี้ เรียกว่าการแยกแบบกระจาย คล้ายกับการแยกสารผสมโดยใช้เครื่องหมุนเหวี่ยง

เอกโซสเฟียร์

เอกโซสเฟียร์เรียกว่าชั้นนอกของบรรยากาศซึ่งจัดสรรตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและคุณสมบัติของก๊าซที่เป็นกลาง โมเลกุลและอะตอมในเอกโซสเฟียร์โคจรรอบโลกในวงโคจรของขีปนาวุธภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง วงโคจรเหล่านี้บางส่วนเป็นแบบพาราโบลาและคล้ายกับวิถีของโพรเจกไทล์ โมเลกุลสามารถหมุนรอบโลกและในวงโคจรวงรีได้เช่นเดียวกับดาวเทียม โมเลกุลบางชนิด ซึ่งส่วนใหญ่เป็นไฮโดรเจนและฮีเลียม มีวิถีเปิดและออกสู่อวกาศ

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

ขอบล่างของชั้นบรรยากาศเกิดขึ้นพร้อมกับพื้นผิวโลก เนื่องจากอากาศแทรกซึมเข้าไปในรูพรุนที่เล็กที่สุดในดินและละลายแม้ในน้ำ

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

บรรยากาศที่อุดมด้วยออกซิเจนทำให้ชีวิตเป็นไปได้บนโลก ออกซิเจนในบรรยากาศถูกใช้ในกระบวนการหายใจของมนุษย์ สัตว์ และพืช

หากไม่มีชั้นบรรยากาศ โลกก็จะเงียบเหมือนดวงจันทร์ ท้ายที่สุดแล้วเสียงคือการสั่นสะเทือนของอนุภาคในอากาศ สีฟ้าของท้องฟ้าอธิบายได้จากความจริงที่ว่ารังสีของดวงอาทิตย์ที่ผ่านชั้นบรรยากาศราวกับผ่านเลนส์ถูกย่อยสลายเป็นสีขององค์ประกอบ ในกรณีนี้รังสีของสีน้ำเงินและสีน้ำเงินส่วนใหญ่กระจัดกระจาย

ชั้นบรรยากาศยังคงรักษารังสีอัลตราไวโอเลตส่วนใหญ่จากดวงอาทิตย์ไว้ ซึ่งส่งผลเสียต่อสิ่งมีชีวิต นอกจากนี้ยังเก็บความร้อนไว้ที่พื้นผิวโลก ป้องกันไม่ให้โลกของเราเย็นลง

โครงสร้างของบรรยากาศ

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 ทุกๆ 100 ม. ที่ขอบบนของชั้นโทรโพสเฟียร์จะถึง -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) เป็นชั้นที่ดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตป้องกันไม่ให้ผ่านไปยังโลกและด้วยเหตุนี้จึงปกป้องสิ่งมีชีวิตบนโลกของเรา 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

	ความเข้มข้นของปริมาตร %	น้ำหนักโมเลกุล หน่วย
ออกซิเจน
คาร์บอนไดออกไซด์
ไนตรัสออกไซด์
	0 ถึง 0.00001
ซัลเฟอร์ไดออกไซด์	จาก 0 ถึง 0.000007 ในฤดูร้อน 0 ถึง 0.000002 ในฤดูหนาว
	ตั้งแต่ 0 ถึง 0.000002	46,0055/17,03061
Azog ไดออกไซด์
คาร์บอนมอนอกไซด์

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)

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

ครอบครัว	ชนิดของเมฆ	รูปร่าง
ก. เมฆบน - สูงกว่า 6 กม.	I. Pinnate	ลักษณะเป็นเส้น เส้นใย สีขาว
	ครั้งที่สอง การไหลเวียนโลหิต	ชั้นและสันของสะเก็ดและลอนเล็ก ๆ สีขาว
	สาม. Cirrostratus	ผ้าคลุมหน้าขาวใส
ข. เมฆชั้นกลาง - สูงกว่า 2 กม.	IV. อัลโตคิวมูลัส	ชั้นและสันของสีขาวและสีเทา
	V. Altostratus	ม่านเรียบสีเทานม
ข. เมฆเบื้องล่าง - สูงสุด 2 กม.	หก. Nimbostratus	ชั้นสีเทาทึบไม่มีรูปร่าง
	ปกเกล้าเจ้าอยู่หัว สตราโตคิวมูลัส	ชั้นทึบแสงและสันเขาสีเทา
	แปด. ชั้น	ม่านแสงสีเทา
ง. เมฆแห่งการพัฒนาในแนวดิ่ง - จากล่างขึ้นบน	ทรงเครื่อง คิวมูลัส	ไม้กอล์ฟและโดมสีขาวสว่าง มีขอบขาดในสายลม
	X. คิวมูโลนิมบัส	มวลรูปคิวมูลัสทรงพลังที่มีสีตะกั่วเข้ม

การปกป้องบรรยากาศ

แหล่งที่มาหลักคือสถานประกอบการอุตสาหกรรมและรถยนต์ ในเมืองใหญ่ ปัญหาการปนเปื้อนของก๊าซในเส้นทางคมนาคมหลักนั้นรุนแรงมาก นั่นคือเหตุผลที่ในเมืองใหญ่หลายแห่งทั่วโลก รวมทั้งประเทศของเรา มีการแนะนำการควบคุมสิ่งแวดล้อมของความเป็นพิษของก๊าซไอเสียรถยนต์ ผู้เชี่ยวชาญระบุว่าควันและฝุ่นในอากาศสามารถลดการไหลของพลังงานแสงอาทิตย์สู่พื้นผิวโลกได้ครึ่งหนึ่ง ซึ่งจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในสภาพธรรมชาติ

มีโซสเฟียร์

สตราโตสเฟียร์

เหนือโทรโพสเฟียร์คือสตราโตสเฟียร์ (จาก "สตราเทียม" ของกรีก - พื้น, ชั้น) มวลของมันคือ 20% ของมวลบรรยากาศ

ขอบเขตบนของสตราโตสเฟียร์ตั้งอยู่จากพื้นผิวโลกที่ความสูง:

ในละติจูดเขตร้อน (เส้นศูนย์สูตร) ​​50 - 55 กม. :

ในละติจูดพอสมควรถึง 50 กม.;

ในละติจูดขั้วโลก (ขั้ว) 40 - 50 กม.

ในสตราโตสเฟียร์ อากาศจะร้อนขึ้นเมื่อสูงขึ้น ในขณะที่อุณหภูมิของอากาศสูงขึ้นตามความสูงเฉลี่ย 1-2 องศาต่อ 1 กม. เพิ่มขึ้นและสูงถึง +50 0 C ที่ขีด จำกัด บน

อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นและความสูงส่วนใหญ่เกิดจากโอโซนซึ่งดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตในส่วนของรังสีดวงอาทิตย์ ที่ระดับความสูง 20-25 กม. จากพื้นผิวโลก มีชั้นโอโซนบางมาก (เพียงไม่กี่เซนติเมตร)

สตราโตสเฟียร์มีไอน้ำที่น่าสงสารมาก ไม่มีฝนที่นี่ แม้ว่าบางครั้งจะอยู่ที่ระดับความสูง 30 กม. เมฆก่อตัวขึ้น

จากการสังเกตในสตราโตสเฟียร์ ทำให้เกิดความวุ่นวายและลมแรงที่พัดไปในทิศทางต่างๆ เช่นเดียวกับในชั้นโทรโพสเฟียร์จะมีการสังเกตกระแสลมวนอันทรงพลังซึ่งเป็นอันตรายอย่างยิ่งสำหรับเครื่องบินความเร็วสูง

ลมแรงเรียกว่า เจ็ทสตรีมพัดในเขตแคบตามแนวชายแดนของละติจูดพอสมควรที่หันหน้าไปทางเสา อย่างไรก็ตาม โซนเหล่านี้สามารถเลื่อน หายไป และปรากฏขึ้นอีกครั้ง กระแสน้ำเจ็ตมักจะทะลุผ่านโทรโพพอสและปรากฏในชั้นโทรโพสเฟียร์ตอนบน แต่ความเร็วจะลดลงอย่างรวดเร็วเมื่อระดับความสูงลดลง

เป็นไปได้ว่าส่วนหนึ่งของพลังงานที่เข้าสู่สตราโตสเฟียร์ (ส่วนใหญ่ใช้ในการก่อตัวของโอโซน) เกี่ยวข้องกับบรรยากาศด้านหน้าซึ่งมีการบันทึกการไหลของอากาศในสตราโตสเฟียร์อย่างกว้างขวางใต้ tropopause และอากาศชั้นโทรโพสเฟียร์ถูกดึงเข้าไปในชั้นล่างของสตราโตสเฟียร์ .

เหนือสตราโทพอสคือมีโซสเฟียร์ (จากภาษากรีก "มีโซ" - ตรงกลาง)

ขอบเขตบนของมีโซสเฟียร์ตั้งอยู่ที่ความสูงจากพื้นผิวโลก:

ในละติจูดเขตร้อน (เส้นศูนย์สูตร) ​​80 - 85 กม.;

ในละติจูดพอสมควรถึง 80 กม.;

ในละติจูดขั้วโลก (ขั้ว) 70 - 80 กม.

ในชั้นมีโซสเฟียร์ อุณหภูมิจะลดลงถึง -60 0 C. - 1,000 0 C. ที่ขอบบน

ในบริเวณขั้วโลกในฤดูร้อน ระบบคลาวด์มักปรากฏขึ้นในช่วงวัยหมดประจำเดือน ซึ่งครอบครองพื้นที่ขนาดใหญ่ แต่มีการพัฒนาในแนวดิ่งเพียงเล็กน้อย เมฆดังกล่าวที่เรืองแสงในตอนกลางคืนมักจะทำให้สามารถตรวจจับการเคลื่อนไหวของอากาศเป็นลูกคลื่นขนาดใหญ่ในชั้นบรรยากาศมีโซสเฟียร์ได้ องค์ประกอบของเมฆเหล่านี้ แหล่งที่มาของความชื้นและนิวเคลียสการควบแน่น ไดนามิกและความสัมพันธ์กับปัจจัยทางอุตุนิยมวิทยายังไม่ได้รับการศึกษา

เหนือวัยหมดประจำเดือนคือเทอร์โมสเฟียร์ (จากภาษากรีก "กระติกน้ำร้อน" - อบอุ่น)

ขอบเขตด้านบนของเทอร์โมสเฟียร์ตั้งอยู่ที่ความสูงจากพื้นผิวโลก:

ในละติจูดเขตร้อน (เส้นศูนย์สูตร) ​​สูงถึง 800 กม.

ในละติจูดพอสมควรถึง 700 กม.;

ในละติจูดขั้วโลก (ขั้ว) สูงสุด 650 กม.

ในเทอร์โมสเฟียร์อุณหภูมิจะสูงขึ้นอีกครั้งถึง 2,000 0 C ในชั้นบน

ควรสังเกตว่าระดับความสูง 400 - 500 กม. และเหนือกว่านั้น อุณหภูมิของอากาศไม่สามารถกำหนดได้ด้วยวิธีการใดๆ ที่ทราบกันดีอยู่แล้ว เนื่องจากการหายากของชั้นบรรยากาศอย่างมาก อุณหภูมิของอากาศที่ระดับความสูงดังกล่าวจะต้องพิจารณาจากพลังงานของอนุภาคก๊าซที่เคลื่อนที่ในกระแสก๊าซ

การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของอากาศในเทอร์โมสเฟียร์นั้นสัมพันธ์กับการดูดกลืนรังสีอัลตราไวโอเลตและการก่อตัวของไอออนและอิเล็กตรอนในอะตอมและโมเลกุลของก๊าซที่มีอยู่ในบรรยากาศ

ในเทอร์โมสเฟียร์ ความดันและความหนาแน่นของก๊าซจึงค่อยๆ ลดลงตามความสูง ในบริเวณใกล้เคียงพื้นผิวโลกใน 1 ม. 3 อากาศประกอบด้วยโมเลกุลประมาณ 2.5x10 25 โมเลกุล ที่ระดับความสูงประมาณ 100 กม. ในชั้นล่างของเทอร์โมสเฟียร์ อากาศ 1 ม. 3 มีโมเลกุลประมาณ 2.5x10 25 โมเลกุล ที่ระดับความสูง 200 กม. ในชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ 1 ม. 3 อากาศประกอบด้วย 5x10 15 โมเลกุล ที่ระดับความสูงประมาณ 850 กม. ใน 1 ม. อากาศมี 10 12 โมเลกุล ในอวกาศระหว่างดาวเคราะห์ความเข้มข้นของโมเลกุลคือ 10 8 - 10 9 ต่อ 1 m 3 . ที่ระดับความสูงประมาณ 100 กม. จำนวนโมเลกุลมีขนาดเล็ก แต่ไม่ค่อยชนกัน ระยะทางเฉลี่ยที่เดินทางโดยโมเลกุลที่เคลื่อนที่อย่างโกลาหลก่อนที่จะชนกับโมเลกุลอื่นที่คล้ายคลึงกันเรียกว่าเส้นทางอิสระเฉลี่ย

ที่อุณหภูมิหนึ่ง ความเร็วของการเคลื่อนที่ของโมเลกุลจะขึ้นอยู่กับมวลของมัน: โมเลกุลที่เบากว่าจะเคลื่อนที่เร็วกว่าที่หนักกว่า ในชั้นบรรยากาศด้านล่างซึ่งเส้นทางอิสระสั้นมาก ไม่มีการแยกก๊าซตามน้ำหนักโมเลกุลที่เห็นได้ชัดเจน แต่แสดงได้เกิน 100 กม. นอกจากนี้ ภายใต้อิทธิพลของรังสีอัลตราไวโอเลตและรังสีเอกซ์จากดวงอาทิตย์ โมเลกุลของออกซิเจนจะแตกตัวเป็นอะตอมซึ่งมีมวลเท่ากับครึ่งหนึ่งของมวลโมเลกุล ดังนั้น เมื่อเราเคลื่อนตัวออกจากพื้นผิวโลก ออกซิเจนในบรรยากาศจึงมีความสำคัญมากขึ้นในองค์ประกอบของบรรยากาศที่ระดับความสูงประมาณ 200 กม. กลายเป็นส่วนผสมหลัก

ด้านบนเป็นระยะทางประมาณ 1200 กม. ก๊าซฮีเลียมและไฮโดรเจนเป็นก๊าซเบาครอบงำจากพื้นผิวโลก เป็นชั้นบรรยากาศชั้นนอก

การขยายตัวตามน้ำหนักนี้เรียกว่าการขยายตัวแบบกระจาย ซึ่งชวนให้นึกถึงการแยกสารผสมโดยใช้เครื่องหมุนเหวี่ยง

โทรโพสเฟียร์

ขีดจำกัดบนอยู่ที่ระดับความสูง 8-10 กม. ในขั้วโลก 10-12 กม. ในอุณหภูมิปานกลาง และ 16-18 กม. ในละติจูดเขตร้อน ในฤดูหนาวต่ำกว่าในฤดูร้อน ชั้นบรรยากาศชั้นล่างและหลักประกอบด้วยมวลรวมของอากาศในบรรยากาศมากกว่า 80% และไอน้ำประมาณ 90% มีอยู่ในบรรยากาศ ในโทรโพสเฟียร์ความปั่นป่วนและการพาความร้อนได้รับการพัฒนาอย่างมากเมฆปรากฏขึ้นพายุไซโคลนและแอนติไซโคลนพัฒนาขึ้น อุณหภูมิลดลงตามระดับความสูงโดยมีการไล่ระดับแนวตั้งเฉลี่ย 0.65°/100 m

โทรโปพอส

ชั้นเปลี่ยนผ่านจากชั้นโทรโพสเฟียร์ไปยังชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ ซึ่งเป็นชั้นบรรยากาศที่อุณหภูมิลดลงเมื่อความสูงหยุดลง

สตราโตสเฟียร์

ชั้นบรรยากาศอยู่ที่ระดับความสูง 11 ถึง 50 กม. การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเล็กน้อยในชั้นสตราโตสเฟียร์ระยะทาง 11-25 กม. (ชั้นล่างของสตราโตสเฟียร์) และการเพิ่มขึ้นในชั้น 25-40 กม. จาก -56.5 ถึง 0.8 °C (ชั้นสตราโตสเฟียร์ตอนบนหรือบริเวณผกผัน) เป็นเรื่องปกติ เมื่อถึงค่าประมาณ 273 K (เกือบ 0 °C) ที่ระดับความสูงประมาณ 40 กม. อุณหภูมิจะคงที่จนถึงระดับความสูงประมาณ 55 กม. บริเวณอุณหภูมิคงที่นี้เรียกว่า สตราโตพอส และเป็นขอบเขตระหว่างสตราโตสเฟียร์กับมีโซสเฟียร์

Stratopause

ชั้นบรรยากาศระหว่างสตราโตสเฟียร์กับมีโซสเฟียร์ มีการกระจายอุณหภูมิแนวตั้งสูงสุด (ประมาณ 0 °C)

มีโซสเฟียร์

มีโซสเฟียร์เริ่มต้นที่ระดับความสูง 50 กม. และขยายได้ถึง 80-90 กม. อุณหภูมิจะลดลงตามความสูงโดยมีการไล่ระดับแนวตั้งเฉลี่ย (0.25-0.3)°/100 ม. กระบวนการพลังงานหลักคือการถ่ายเทความร้อนแบบแผ่รังสี กระบวนการโฟโตเคมีที่ซับซ้อนซึ่งเกี่ยวข้องกับอนุมูลอิสระ โมเลกุลที่กระตุ้นด้วยแรงสั่นสะเทือน ฯลฯ ทำให้เกิดการเรืองแสงในบรรยากาศ

วัยหมดประจำเดือน

ชั้นเปลี่ยนผ่านระหว่างมีโซสเฟียร์และเทอร์โมสเฟียร์ มีการกระจายอุณหภูมิแนวตั้งขั้นต่ำ (ประมาณ -90 °C)

คาร์มาน ไลน์

ระดับความสูงเหนือระดับน้ำทะเล ซึ่งเป็นที่ยอมรับตามอัตภาพว่าเป็นเขตแดนระหว่างชั้นบรรยากาศและอวกาศของโลก เส้นกรรมานะตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 100 กม. เหนือระดับน้ำทะเล

แนวเขตชั้นบรรยากาศของโลก

เทอร์โมสเฟียร์

ขีดจำกัดบนประมาณ 800 กม. อุณหภูมิสูงขึ้นถึงระดับความสูง 200-300 กม. ซึ่งถึงค่าของคำสั่ง 1500 K หลังจากนั้นก็เกือบจะคงที่จนถึงระดับความสูงที่สูง ภายใต้อิทธิพลของรังสีอัลตราไวโอเลตและรังสีเอกซ์จากแสงอาทิตย์และรังสีคอสมิก อากาศจะแตกตัวเป็นไอออน (“ไฟขั้วโลก”) - บริเวณหลักของไอโอสเฟียร์อยู่ภายในเทอร์โมสเฟียร์ ที่ระดับความสูงมากกว่า 300 กม. ออกซิเจนอะตอมเหนือกว่า ขีดจำกัดบนของเทอร์โมสเฟียร์ถูกกำหนดโดยกิจกรรมปัจจุบันของดวงอาทิตย์เป็นส่วนใหญ่ ในช่วงที่มีกิจกรรมต่ำ ขนาดของเลเยอร์นี้จะลดลงอย่างเห็นได้ชัด

เทอร์โมพอส

บริเวณชั้นบรรยากาศเหนือเทอร์โมสเฟียร์ ในภูมิภาคนี้ การดูดกลืนรังสีดวงอาทิตย์ไม่มีนัยสำคัญ และอุณหภูมิไม่เปลี่ยนแปลงตามความสูงจริงๆ

Exosphere (ทรงกลมของการกระเจิง)

ชั้นบรรยากาศสูงถึง 120 กม.

Exosphere - เขตกระเจิงส่วนนอกของเทอร์โมสเฟียร์ซึ่งอยู่เหนือ 700 กม. ก๊าซในชั้นบรรยากาศเอกโซสเฟียร์นั้นหายากมาก และด้วยเหตุนี้อนุภาคของก๊าซจึงรั่วเข้าไปในอวกาศระหว่างดาวเคราะห์ (การสลาย)

สูงถึง 100 กม. บรรยากาศเป็นส่วนผสมของก๊าซที่เป็นเนื้อเดียวกันและผสมกันอย่างดี ในชั้นที่สูงขึ้น การกระจายของก๊าซในระดับความสูงจะขึ้นอยู่กับมวลโมเลกุล ความเข้มข้นของก๊าซที่หนักกว่าจะลดลงเร็วขึ้นตามระยะห่างจากพื้นผิวโลก เนื่องจากความหนาแน่นของก๊าซลดลง อุณหภูมิจะลดลงจาก 0 °C ในสตราโตสเฟียร์เป็น −110 °C ในมีโซสเฟียร์ อย่างไรก็ตาม พลังงานจลน์ของอนุภาคแต่ละตัวที่ระดับความสูง 200–250 กม. สอดคล้องกับอุณหภูมิ ~150 °C ที่สูงกว่า 200 กม. อุณหภูมิและความหนาแน่นของก๊าซจะผันผวนอย่างมากในเวลาและพื้นที่

ที่ระดับความสูงประมาณ 2,000-3500 กม. เอกโซสเฟียร์จะค่อยๆ ผ่านเข้าไปในสุญญากาศที่เรียกว่าใกล้อวกาศ ซึ่งเต็มไปด้วยอนุภาคก๊าซระหว่างดาวเคราะห์ที่หายากมาก ซึ่งส่วนใหญ่เป็นอะตอมของไฮโดรเจน แต่ก๊าซนี้เป็นเพียงส่วนหนึ่งของสสารในอวกาศเท่านั้น อีกส่วนหนึ่งประกอบด้วยอนุภาคคล้ายฝุ่นที่มีต้นกำเนิดจากดาวหางและอุกกาบาต นอกจากอนุภาคคล้ายฝุ่นที่หายากมากแล้ว การแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าและอนุภาคของแหล่งกำเนิดสุริยะและดาราจักรยังแทรกซึมเข้าไปในพื้นที่นี้

ชั้นโทรโพสเฟียร์มีสัดส่วนประมาณ 80% ของมวลบรรยากาศ สตราโตสเฟียร์มีสัดส่วนประมาณ 20%; มวลของมีโซสเฟียร์ไม่เกิน 0.3% เทอร์โมสเฟียร์น้อยกว่า 0.05% ของมวลรวมของบรรยากาศ ตามคุณสมบัติทางไฟฟ้าในบรรยากาศ นิวโทรสเฟียร์และไอโอโนสเฟียร์มีความโดดเด่น ปัจจุบันเชื่อกันว่าชั้นบรรยากาศทอดยาวไปถึงระดับความสูง 2,000-3,000 กม.

ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของก๊าซในบรรยากาศโฮโมสเฟียร์และเฮเทอโรสเฟียร์นั้นแตกต่างกัน เฮเทอโรสเฟียร์เป็นพื้นที่ที่แรงโน้มถ่วงมีผลต่อการแยกตัวของก๊าซ เนื่องจากการปะปนกันที่ระดับความสูงดังกล่าวมีเพียงเล็กน้อย ดังนั้นตามองค์ประกอบตัวแปรของเฮเทอโรสเฟียร์ ด้านล่างเป็นส่วนที่เป็นเนื้อเดียวกันของชั้นบรรยากาศที่เรียกว่าโฮโมสเฟียร์ ขอบเขตระหว่างชั้นเหล่านี้เรียกว่า turbopause และอยู่ที่ระดับความสูงประมาณ 120 กม.