Dünyanın atmosfer diyagramının bileşimi. Atmosfer, Dünya'nın hava tabakasıdır. Barometrik basınç dağılımı

Gezegenimizi çevreleyen ve onunla birlikte dönen hava kabuğuna atmosfer denir. Atmosferin toplam kütlesinin yarısı alt 5 km'de ve kütlenin dörtte üçü alt 10 km'de yoğunlaşmıştır. Yukarıda, parçacıkları dünya yüzeyinden 2000-3000 km yükseklikte bulunmasına rağmen, hava çok nadirdir.

Soluduğumuz hava bir gaz karışımıdır. En önemlisi azot - %78 ​​ve oksijen - %21 içerir. Argon %1'den azdır ve %0.03'ü karbondioksittir. Kripton, ksenon, neon, helyum, hidrojen, ozon ve diğerleri gibi çok sayıda başka gaz, yüzde binde ve milyonda birini oluşturur. Hava ayrıca su buharı, çeşitli madde parçacıkları, bakteri, polen ve kozmik toz içerir.

Atmosfer birkaç katmandan oluşur. Dünya yüzeyinden 10-15 km yüksekliğe kadar olan alt katmana troposfer denir. Dünya'dan ısınır, bu nedenle buradaki hava sıcaklığı, 1 kilometrelik yükselişte 6 ° C düşer. Neredeyse tüm su buharı troposferdedir ve neredeyse tüm bulutlar oluşur - not .. Troposferin gezegenin farklı enlemleri üzerindeki yüksekliği aynı değildir. Kutuplardan 9 km, ılıman enlemlerde 10-12 km, ekvator üzerinde 15 km'ye kadar yükselir. Troposferde meydana gelen süreçler - hava kütlelerinin oluşumu ve hareketi, siklonların ve antisiklonların oluşumu, bulutların ve yağışların görünümü - dünya yüzeyine yakın hava ve iklimi belirler.

Troposferin üstünde, 50-55 km'ye kadar uzanan stratosfer bulunur. Troposfer ve stratosfer, 1-2 km kalınlığında tropopoz adı verilen bir geçiş tabakası ile ayrılır. Yaklaşık 25 km yükseklikteki stratosferde, hava sıcaklığı kademeli olarak yükselmeye başlar ve 50 km'de + 10 +30 °С'ye ulaşır. Sıcaklıktaki böyle bir artış, stratosferde 25-30 km yükseklikte bir ozon tabakasının bulunmasından kaynaklanmaktadır. Dünyanın yüzeyinde, havadaki içeriği ihmal edilebilir ve yüksek irtifalarda, iki atomlu oksijen molekülleri ultraviyole güneş ışınımını emerek triatomik ozon molekülleri oluşturur.

Ozon, atmosferin alt katmanlarında, normal basınçta bir yükseklikte yer alsaydı, tabakasının kalınlığı sadece 3 mm olurdu. Ancak bu kadar küçük bir miktarda bile çok önemli bir rol oynar: canlı organizmalara zararlı güneş radyasyonunun bir kısmını emer.

Stratosferin üzerinde, yaklaşık 80 km'ye kadar, mezosfer uzanır, burada hava sıcaklığı, yükseklikle sıfırın birkaç on derece altına düşer.

Atmosferin üst kısmı çok yüksek sıcaklıklarla karakterize edilir ve termosfer olarak adlandırılır - not .. İki kısma ayrılır - iyonosfer - havanın yüksek oranda iyonize olduğu yaklaşık 1000 km yüksekliğe kadar ve ekzosfer - 1000 km'den fazla. İyonosferde, atmosferik gaz molekülleri Güneş'ten gelen ultraviyole radyasyonu emer ve yüklü atomlar ve serbest elektronlar oluşur. Auroralar iyonosferde gözlenir.

Atmosfer, gezegenimizin yaşamında çok önemli bir rol oynar. Gündüzleri güneş ışınlarının güçlü ısınmasından ve geceleri hipotermiden Dünya'yı korur. Çoğu meteor, gezegenin yüzeyine ulaşmadan önce atmosferik katmanlarda yanar. Atmosfer, tüm organizmalar için gerekli olan oksijeni, Dünya'daki yaşamı Güneş'in ultraviyole radyasyonunun zararlı kısmından koruyan bir ozon kalkanı içerir.

GÜNEŞ SİSTEMİ GEZEGENLERİNİN ATMOSFERLERİ

Merkür'ün atmosferi o kadar seyrektir ki, pratikte var olmadığı söylenebilir. Venüs'ün hava zarfı karbondioksit (% 96) ve azottan (yaklaşık% 4) oluşur, çok yoğundur - gezegenin yüzeyine yakın atmosfer basıncı, Dünya'dan neredeyse 100 kat daha fazladır. Mars atmosferi de esas olarak karbondioksit (%95) ve azottan (%2,7) oluşur, ancak yoğunluğu dünyanınkinden yaklaşık 300 kat daha azdır ve basıncı neredeyse 100 kat daha azdır. Jüpiter'in görünür yüzeyi aslında bir hidrojen-helyum atmosferinin en üst tabakasıdır. Satürn ve Uranüs'ün hava kabukları bileşim olarak aynıdır. Uranüs'ün güzel mavi rengi, atmosferinin üst kısmındaki yüksek metan konsantrasyonundan kaynaklanmaktadır - yaklaşık .. Hidrokarbon pusuyla örtülmüş Neptün, iki ana bulut katmanına sahiptir: biri donmuş metan kristallerinden oluşur ve ikincisi, Aşağıda bulunan, amonyak ve hidrojen sülfür içerir.

Dünyanın bileşimi. Hava

Hava, Dünya'nın atmosferini oluşturan çeşitli gazların mekanik bir karışımıdır. Hava, canlı organizmaların solunumu için gereklidir ve endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır.

Havanın homojen bir madde değil bir karışım olduğu gerçeği İskoç bilim adamı Joseph Black'in deneyleri sırasında kanıtlanmıştır. Bunlardan biri sırasında bilim adamı, beyaz magnezya (magnezyum karbonat) ısıtıldığında, "bağlı havanın", yani karbondioksitin salındığını ve yanmış magnezyumun (magnezyum oksit) oluştuğunu keşfetti. Buna karşılık, kireç taşı ateşlendiğinde “bağlı hava” çıkarılır. Bu deneylere dayanarak, bilim adamı, karbonik ve kostik alkaliler arasındaki farkın, birincisinin havanın bileşenlerinden biri olan karbondioksiti içermesi olduğu sonucuna vardı. Bugün, karbondioksite ek olarak, dünya havasının bileşiminin şunları içerdiğini biliyoruz:

Tabloda gösterilen dünya atmosferindeki gazların oranı, 120 km yüksekliğe kadar olan alt katmanları için tipiktir. Bu alanlarda homosfer adı verilen iyi karışmış, homojen bir bölge bulunur. Homosferin üstünde, gaz moleküllerinin atomlara ve iyonlara ayrışması ile karakterize edilen heterosfer bulunur. Bölgeler bir turbopause ile birbirinden ayrılır.

Güneş ve kozmik radyasyonun etkisi altında moleküllerin atomlara ayrıştığı kimyasal reaksiyona fotoayrışma denir. Moleküler oksijenin bozunması sırasında, 200 km'nin üzerindeki irtifalarda atmosferin ana gazı olan atomik oksijen oluşur. 1200 km'nin üzerindeki irtifalarda gazların en hafifi olan hidrojen ve helyum hakim olmaya başlar.

Havanın büyük bir kısmı atmosferin alt 3 tabakasında yoğunlaştığından, 100 km'nin üzerindeki irtifalarda hava bileşimindeki değişiklikler, atmosferin genel bileşimi üzerinde gözle görülür bir etkiye sahip değildir.

Azot, dünyanın hava hacminin dörtte üçünden fazlasını oluşturan en yaygın gazdır. Modern nitrojen, erken amonyak-hidrojen atmosferi, fotosentez sırasında oluşan moleküler oksijen tarafından oksitlendiğinde oluşmuştur. Şu anda, denitrifikasyonun bir sonucu olarak atmosfere az miktarda nitrojen giriyor - nitratların nitritlere indirgenmesi süreci, ardından anaerobik prokaryotlar tarafından üretilen gaz halindeki oksitler ve moleküler nitrojen oluşumu. Volkanik patlamalar sırasında atmosfere bir miktar azot girer.

Üst atmosferde, ozonun katılımıyla elektriksel deşarjlara maruz kaldığında, moleküler nitrojen, nitrojen monoksite oksitlenir:

N 2 + O 2 → 2NA

Normal koşullar altında, monoksit hemen oksijenle reaksiyona girerek nitröz oksit oluşturur:

2NA + O 2 → 2N 2 O

Azot, dünya atmosferindeki en önemli kimyasal elementtir. Azot proteinlerin bir parçasıdır, bitkilere mineral besin sağlar. Biyokimyasal reaksiyonların hızını belirler, oksijen seyreltici rolünü oynar.

Oksijen, Dünya atmosferinde en bol bulunan ikinci gazdır. Bu gazın oluşumu, bitkilerin ve bakterilerin fotosentetik aktivitesi ile ilişkilidir. Ve daha çeşitli ve sayısız fotosentetik organizmalar haline geldikçe, atmosferdeki oksijen içeriği süreci daha önemli hale geldi. Mantonun gazdan arındırılması sırasında az miktarda ağır oksijen açığa çıkar.

Troposfer ve stratosferin üst katmanlarında, ultraviyole güneş radyasyonunun etkisi altında (bunu hν olarak belirtiyoruz), ozon oluşur:

O 2 + hv → 2O

Aynı ultraviyole radyasyonun etkisinin bir sonucu olarak ozon bozunur:

O 3 + hν → O 2 + O

O 3 + O → 2O 2

İlk reaksiyonun bir sonucu olarak, ikinci moleküler oksijenin bir sonucu olarak atomik oksijen oluşur. 4 reaksiyonun tümü, 1930'da onları keşfeden İngiliz bilim adamı Sidney Chapman'dan sonra Chapman mekanizması olarak adlandırılır.

Oksijen, canlı organizmaların solunumu için kullanılır. Yardımı ile oksidasyon ve yanma süreçleri meydana gelir.

Ozon, canlı organizmaları geri dönüşü olmayan mutasyonlara neden olan ultraviyole radyasyondan korumaya hizmet eder. En yüksek ozon konsantrasyonu, sözde alt stratosferde gözlenir. 22-25 km rakımlarda uzanan ozon tabakası veya ozon perdesi. Ozon içeriği küçüktür: normal basınçta, dünya atmosferinin tüm ozonu sadece 2,91 mm kalınlığında bir tabakayı kaplar.

Atmosferdeki en yaygın üçüncü gaz olan argonun yanı sıra neon, helyum, kripton ve ksenonun oluşumu, volkanik patlamalar ve radyoaktif elementlerin bozunması ile ilişkilidir.

Özellikle helyum, uranyum, toryum ve radyumun radyoaktif bozunmasının bir ürünüdür: 238 U → 234 Th + α, 230 Th → 226 Ra + 4 He, 226 Ra → 222 Rn + α (bu reaksiyonlarda, α- parçacık, enerji kaybı sürecinde elektronları yakalayan ve 4 He olan bir helyum çekirdeğidir).

Argon, potasyumun radyoaktif izotopunun bozunması sırasında oluşur: 40 K → 40 Ar + γ.

Neon magmatik kayalardan kaçar.

Kripton, uranyum (235 U ve 238 U) ve toryum Th'nin bozunmasının son ürünü olarak oluşur.

Atmosferik kriptonun büyük kısmı, Dünya'nın evriminin ilk aşamalarında, olağanüstü kısa bir yarı ömre sahip transuranyum elementlerin çürümesinin bir sonucu olarak oluştu veya kriptonun içeriği Dünya'dan on milyon kat daha yüksek olan uzaydan geldi. .

Ksenon, uranyumun fisyonunun bir sonucudur, ancak bu gazın çoğu, Dünya'nın oluşumunun ilk aşamalarından, birincil atmosferden arta kalanlardır.

Karbondioksit, volkanik patlamalar sonucu ve organik maddenin ayrışması sürecinde atmosfere girer. Dünyanın orta enlemlerinin atmosferindeki içeriği, yılın mevsimlerine bağlı olarak büyük ölçüde değişir: kışın CO2 miktarı artar ve yazın azalır. Bu dalgalanma, fotosentez sürecinde karbondioksit kullanan bitkilerin aktivitesi ile bağlantılıdır.

Hidrojen, suyun güneş radyasyonu ile ayrışması sonucu oluşur. Ancak atmosferi oluşturan gazların en hafifi olduğu için sürekli olarak uzaya kaçar ve bu nedenle atmosferdeki içeriği çok azdır.

Su buharı, suyun göllerin, nehirlerin, denizlerin ve karaların yüzeyinden buharlaşmasının bir sonucudur.

Su buharı ve karbondioksit dışında atmosferin alt katmanlarındaki ana gazların konsantrasyonu sabittir. Küçük miktarlarda atmosfer, kükürt oksit SO2, amonyak NH3, karbon monoksit CO, ozon O3, hidrojen klorür HCl, hidrojen florür HF, azot monoksit NO, hidrokarbonlar, cıva buharı Hg, iyot I 2 ve diğerleri içerir. Troposferin alt atmosferik katmanında, sürekli olarak büyük miktarda askıda katı ve sıvı parçacık bulunur.

Dünya atmosferindeki partikül madde kaynakları volkanik patlamalar, bitki polenleri, mikroorganizmalar ve daha yakın zamanda üretim süreçlerinde fosil yakıtların yakılması gibi insan faaliyetleridir. Yoğunlaşmanın çekirdeği olan en küçük toz parçacıkları, sis ve bulutların oluşmasının sebepleridir. Atmosferde sürekli olarak bulunan katı parçacıklar olmasaydı, Dünya'ya yağış düşmezdi.

Ansiklopedik YouTube

1 / 5

✪ Dünya uzay gemisi (Bölüm 14) - Atmosfer

✪ Atmosfer neden uzay boşluğuna çekilmedi?

✪ "Soyuz TMA-8" uzay aracının Dünya atmosferine girişi

✪ Atmosfer yapısı, anlamı, çalışması

✪ O. S. Ugolnikov "Üst atmosfer. Dünya ve uzayın buluşması"

Altyazılar

atmosfer sınırı

Atmosfer, gaz halindeki ortamın Dünya ile birlikte bir bütün olarak döndüğü Dünya'nın etrafındaki alan olarak kabul edilir. Atmosfer, Dünya yüzeyinden 500-1000 km yükseklikte başlayarak, ekzosferde kademeli olarak gezegenler arası boşluğa geçer.

Uluslararası Havacılık Federasyonu tarafından önerilen tanıma göre, atmosfer ve uzay arasındaki sınır, yaklaşık 100 km yükseklikte bulunan Karmana hattı boyunca çizilir ve bunun üzerinde hava uçuşları tamamen imkansız hale gelir. NASA, mekiklerin motorlu manevradan aerodinamik manevraya geçtiği atmosfer sınırı olarak 122 kilometre (400.000 fit) işaretini kullanır.

Fiziksel özellikler

Tabloda listelenen gazlara ek olarak, atmosfer şunları içerir: 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))), hidrokarbonlar , HCl (\displaystyle (\ce (HCl))) , HF (\displaystyle (\ce (HF))) , HBr (\displaystyle (\ce (HBr))) , HI (\displaystyle ((\ce (HI)))), çiftler Hg (\displaystyle (\ce (Hg))) , I 2 (\displaystyle (\ce (I2))) , Br 2 (\displaystyle (\ce (Br2))), yanı sıra küçük miktarlarda diğer birçok gaz. Troposferde sürekli olarak büyük miktarda askıda katı ve sıvı parçacık (aerosol) bulunur. Dünya atmosferindeki en nadir gaz Rn (\displaystyle (\ce (Rn))) .

atmosferin yapısı

atmosferin sınır tabakası

Dünya yüzeyinin durumunun ve özelliklerinin atmosferin dinamiklerini doğrudan etkilediği troposferin alt tabakası (1-2 km kalınlığında).

Troposfer

Üst sınırı kutuplarda 8-10 km, ılıman iklimlerde 10-12 km ve tropik enlemlerde 16-18 km yükseklikte; kışın yazdan daha düşüktür.
Atmosferin alt, ana tabakası, atmosferdeki toplam hava kütlesinin %80'inden fazlasını ve atmosferde bulunan tüm su buharının yaklaşık %90'ını içerir. Troposferde türbülans ve konveksiyon güçlü bir şekilde gelişir, bulutlar ortaya çıkar, siklonlar ve antisiklonlar gelişir. Sıcaklık, ortalama 0,65 °/100 metre dikey eğimle yükseklikle azalır.

tropopoz

Troposferden stratosfere geçiş katmanı, atmosferin yükseklikle birlikte sıcaklıktaki düşüşün durduğu katmandır.

Stratosfer

11 ila 50 km yükseklikte bulunan atmosfer tabakası. 11-25 km'lik katmanda (stratosferin alt katmanı) sıcaklıkta hafif bir değişiklik ve bunun 25-40 km'lik katmanda eksi 56,5'ten artı 0,8 °C'ye (üst stratosfer veya inversiyon bölgesi) artması tipiktir. Yaklaşık 40 km yükseklikte yaklaşık 273 K (neredeyse 0 °C) değerine ulaşan sıcaklık, yaklaşık 55 km yüksekliğe kadar sabit kalır. Bu sabit sıcaklık bölgesine stratopoz denir ve stratosfer ile mezosfer arasındaki sınırdır.

Stratopoz

Atmosferin stratosfer ile mezosfer arasındaki sınır tabakası. Dikey sıcaklık dağılımında bir maksimum vardır (yaklaşık 0 °C).

mezosfer

termosfer

Üst sınır yaklaşık 800 km'dir. Sıcaklık 200-300 km irtifalara yükselir, burada 1500 K mertebesinde değerlere ulaşır, daha sonra yüksek irtifalara kadar neredeyse sabit kalır. Güneş radyasyonu ve kozmik radyasyonun etkisi altında hava iyonlaşır (“kutup ışıkları”) - iyonosferin ana bölgeleri termosferin içinde bulunur. 300 km'nin üzerindeki irtifalarda, atomik oksijen baskındır. Termosferin üst sınırı, büyük ölçüde Güneş'in mevcut aktivitesi tarafından belirlenir. Düşük aktivite dönemlerinde - örneğin, 2008-2009'da - bu katmanın boyutunda gözle görülür bir azalma var.

termopoz

Atmosferin termosferin üzerindeki bölgesi. Bu bölgede güneş ışınımının absorpsiyonu önemsizdir ve sıcaklık aslında yükseklikle değişmez.

Exosphere (dağılım küresi)

100 km yüksekliğe kadar atmosfer homojen, iyi karışmış bir gaz karışımıdır. Daha yüksek katmanlarda, gazların yükseklik dağılımı moleküler kütlelerine bağlıdır, daha ağır gazların konsantrasyonu Dünya yüzeyinden uzaklaştıkça daha hızlı azalır. Gaz yoğunluğunun azalması nedeniyle stratosferde 0 °C olan sıcaklık mezosferde eksi 110 °C'ye düşer. Bununla birlikte, 200-250 km yükseklikteki bireysel parçacıkların kinetik enerjisi ~ 150 °C sıcaklığa karşılık gelir. 200 km'nin üzerinde, zaman ve uzayda sıcaklık ve gaz yoğunluğunda önemli dalgalanmalar gözlenir.

Yaklaşık 2000-3500 km yükseklikte, ekzosfer yavaş yavaş sözde geçer. yakın boşluk, esas olarak hidrojen atomları olmak üzere nadir gezegenler arası gaz parçacıkları ile doldurulur. Ancak bu gaz, gezegenler arası maddenin sadece bir parçasıdır. Diğer kısım, kuyruklu yıldız ve meteorik kökenli toz benzeri parçacıklardan oluşur. Son derece nadir toz parçacıklarına ek olarak, güneş ve galaktik kaynaklı elektromanyetik ve parçacık radyasyonu bu alana nüfuz eder.

Gözden geçirmek

Troposfer atmosfer kütlesinin yaklaşık %80'ini, stratosfer ise yaklaşık %20'sini oluşturur; mezosferin kütlesi% 0,3'ten fazla değil, termosfer atmosferin toplam kütlesinin% 0,05'inden az.

Atmosferdeki elektriksel özelliklere dayanarak, yayarlar. nötrosfer ve iyonosfer .

Atmosferdeki gazın bileşimine bağlı olarak, yayarlar. homosfer ve heterosfer. heterosfer- bu, yerçekiminin gazların ayrılmasını etkilediği bir alandır, çünkü böyle bir yükseklikte karışımları ihmal edilebilir. Dolayısıyla heterosferin değişken bileşimini takip eder. Aşağıda, atmosferin iyi karışmış, homojen bir parçası olan homosfer bulunur. Bu katmanlar arasındaki sınıra turbopause denir, yaklaşık 120 km yükseklikte bulunur.

Atmosferin diğer özellikleri ve insan vücudu üzerindeki etkileri

Zaten deniz seviyesinden 5 km yükseklikte, eğitimsiz bir kişi oksijen açlığı geliştirir ve adaptasyon olmadan bir kişinin performansı önemli ölçüde azalır. Atmosferin fizyolojik bölgesinin bittiği yer burasıdır. Yaklaşık 115 km'ye kadar atmosfer oksijen içermesine rağmen, 9 km yükseklikte insanın nefes alması imkansız hale gelir.

Atmosfer bize solumamız gereken oksijeni sağlar. Ancak atmosferin toplam basıncının azalması nedeniyle, yükseklere çıkıldıkça oksijenin kısmi basıncı da buna bağlı olarak azalır.

Atmosferin oluşum tarihi

En yaygın teoriye göre, Dünya'nın atmosferi, tarihi boyunca üç farklı bileşimde olmuştur. Başlangıçta, gezegenler arası uzaydan yakalanan hafif gazlardan (hidrojen ve helyum) oluşuyordu. Bu sözde birincil atmosfer. Bir sonraki aşamada aktif volkanik aktivite, atmosferin hidrojen dışındaki gazlarla (karbon dioksit, amonyak, su buharı) doymasına neden oldu. Bu nasıl ikincil atmosfer. Bu atmosfer onarıcıydı. Ayrıca, atmosferin oluşum süreci aşağıdaki faktörler tarafından belirlendi:

• hafif gazların (hidrojen ve helyum) gezegenler arası boşluğa sızması;
• ultraviyole radyasyon, yıldırım deşarjları ve diğer bazı faktörlerin etkisi altında atmosferde meydana gelen kimyasal reaksiyonlar.

Yavaş yavaş, bu faktörler oluşumuna yol açtı. üçüncül atmosfer, çok daha düşük bir hidrojen içeriği ve çok daha yüksek bir nitrojen ve karbon dioksit içeriği (amonyak ve hidrokarbonlardan gelen kimyasal reaksiyonların bir sonucu olarak oluşur) ile karakterize edilir.

Azot

Büyük miktarda nitrojen oluşumu, amonyak-hidrojen atmosferinin moleküler oksijen tarafından oksidasyonundan kaynaklanır. O 2 (\displaystyle (\ce (O2))) 3 milyar yıl öncesinden başlayarak fotosentez sonucunda gezegenin yüzeyinden gelmeye başlayan . Ayrıca nitrojen N 2 (\displaystyle (\ce (N2))) nitratların ve diğer azot içeren bileşiklerin denitrifikasyonunun bir sonucu olarak atmosfere salınır. Azot ozon tarafından oksitlenir HAYIR (\displaystyle ((\ce (NO)))) atmosferin üst katmanlarında.

Azot N 2 (\displaystyle (\ce (N2))) sadece belirli koşullar altında (örneğin, bir yıldırım deşarjı sırasında) reaksiyonlara girer. Elektrik deşarjları sırasında moleküler azotun ozon tarafından oksidasyonu, azotlu gübrelerin endüstriyel üretiminde küçük miktarlarda kullanılır. Düşük enerji tüketimi ile oksitlenebilir ve siyanobakteriler (mavi-yeşil algler) ve baklagillerle rizobiyal simbiyoz oluşturan nodül bakterileri tarafından biyolojik olarak aktif bir forma dönüştürülebilir. doğal gübreler ile

Oksijen

Atmosferin bileşimi, oksijen salınımı ve karbondioksit emilimi ile birlikte fotosentez sonucunda canlı organizmaların Dünya'ya gelişiyle kökten değişmeye başladı. Başlangıçta oksijen, indirgenmiş bileşiklerin - amonyak, hidrokarbonlar, okyanuslarda bulunan demirli demir formu ve diğerleri - oksidasyonu için harcandı. Bu aşamanın sonunda atmosferdeki oksijen içeriği artmaya başladı. Yavaş yavaş, oksitleyici özelliklere sahip modern bir atmosfer oluştu. Bu, atmosferde, litosferde ve biyosferde meydana gelen birçok süreçte ciddi ve ani değişikliklere neden olduğu için bu olaya Oksijen Felaketi adı verildi.

soy gazlar

Hava kirliliği

Son zamanlarda, insan atmosferin evrimini etkilemeye başladı. İnsan faaliyetinin sonucu, önceki jeolojik dönemlerde biriken hidrokarbon yakıtların yanması nedeniyle atmosferdeki karbondioksit içeriğinde sürekli bir artış olmuştur. Fotosentezde muazzam miktarda tüketilir ve dünya okyanusları tarafından emilir. Bu gaz, karbonat kayaçlarının ve bitki ve hayvan kaynaklı organik maddelerin ayrışması ile volkanizma ve insan üretim faaliyetleri nedeniyle atmosfere girer. Son 100 yılın içeriği CO 2 (\görüntüleme stili (\ce (CO2))) atmosferde %10 artış, ana kısmı (360 milyar ton) yakıtın yanmasından kaynaklanmaktadır. Yakıt yanmasının büyüme hızı devam ederse, sonraki 200-300 yıl içinde miktar CO 2 (\görüntüleme stili (\ce (CO2))) atmosferde ikiye katlanır ve

Atmosfer(Yunanca atmosferden - buhar ve spharia - top) - onunla dönen Dünya'nın hava kabuğu. Atmosferin gelişimi, gezegenimizde meydana gelen jeolojik ve jeokimyasal süreçlerin yanı sıra canlı organizmaların faaliyetleri ile yakından bağlantılıydı.

Atmosferin alt sınırı, havanın topraktaki en küçük gözeneklere nüfuz etmesi ve suda bile çözünmesi nedeniyle Dünya'nın yüzeyi ile çakışmaktadır.

2000-3000 km yükseklikteki üst sınır yavaş yavaş uzaya geçer.

Oksijen açısından zengin atmosfer, Dünya'da yaşamı mümkün kılar. Atmosferik oksijen, insanlar, hayvanlar ve bitkiler tarafından nefes alma sürecinde kullanılır.

Atmosfer olmasaydı, Dünya ay kadar sessiz olurdu. Sonuçta ses, hava parçacıklarının titreşimidir. Gökyüzünün mavi rengi, atmosferden geçen güneş ışınlarının, sanki bir mercekten geçer gibi, bileşen renklerine ayrıştırılmasıyla açıklanır. Bu durumda, en çok mavi ve mavi renklerin ışınları dağılır.

Atmosfer, canlı organizmalar üzerinde zararlı bir etkiye sahip olan Güneş'ten gelen ultraviyole radyasyonun çoğunu tutar. Aynı zamanda ısıyı Dünya'nın yüzeyinde tutar ve gezegenimizin soğumasını engeller.

atmosferin yapısı

Atmosferde yoğunluk ve yoğunluk bakımından farklılık gösteren birkaç katman ayırt edilebilir (Şekil 1).

Troposfer

Troposfer- kutupların üzerindeki kalınlığı 8-10 km, ılıman enlemlerde - 10-12 km ve ekvatorun üstünde - 16-18 km olan atmosferin en düşük tabakası.

Pirinç. 1. Dünya atmosferinin yapısı

Troposferdeki hava, dünya yüzeyinden, yani karadan ve sudan ısıtılır. Bu nedenle, bu katmandaki hava sıcaklığı, yükseklikle her 100 m'de ortalama 0,6 °C azalır, troposferin üst sınırında -55 °C'ye ulaşır. Aynı zamanda, troposferin üst sınırındaki ekvator bölgesinde, hava sıcaklığı -70 °С ve Kuzey Kutbu bölgesinde -65 °С'dir.

Atmosfer kütlesinin yaklaşık %80'i troposferde yoğunlaşır, hemen hemen tüm su buharı bulunur, gök gürültülü fırtınalar, fırtınalar, bulutlar ve yağış meydana gelir ve dikey (konveksiyon) ve yatay (rüzgar) hava hareketi meydana gelir.

Havanın ağırlıklı olarak troposferde oluştuğunu söyleyebiliriz.

Stratosfer

Stratosfer- 8 ila 50 km yükseklikte troposferin üzerinde bulunan atmosfer tabakası. Bu katmandaki gökyüzünün rengi mor görünür, bu da güneş ışınlarının neredeyse dağılmaması nedeniyle havanın seyrekleşmesiyle açıklanır.

Stratosfer, atmosfer kütlesinin %20'sini içerir. Bu katmandaki hava seyrekleşir, pratikte su buharı yoktur ve bu nedenle bulutlar ve yağış neredeyse oluşmaz. Bununla birlikte, hızı 300 km / s'ye ulaşan stratosferde kararlı hava akımları gözlenir.

Bu katman konsantre ozon(ozon perdesi, ozonosfer), ultraviyole ışınlarını emen, onların Dünya'ya geçmesini engelleyen ve böylece gezegenimizdeki canlı organizmaları koruyan bir tabaka. Ozon nedeniyle, stratosferin üst sınırındaki hava sıcaklığı -50 ile 4-55 °C arasındadır.

Mezosfer ve stratosfer arasında bir geçiş bölgesi vardır - stratopoz.

mezosfer

mezosfer- 50-80 km yükseklikte bulunan bir atmosfer tabakası. Buradaki hava yoğunluğu, Dünya yüzeyinden 200 kat daha azdır. Mezosferdeki gökyüzünün rengi siyah görünür, gündüzleri yıldızlar görünür. Hava sıcaklığı -75 (-90)°С'ye düşer.

80 km yükseklikte başlar termosfer. Bu katmandaki hava sıcaklığı keskin bir şekilde 250 m yüksekliğe yükselir ve daha sonra sabit hale gelir: 150 km yükseklikte 220-240 °C'ye ulaşır; 500-600 km yükseklikte 1500 °C'yi aşıyor.

Mezosfer ve termosferde, kozmik ışınların etkisi altında, gaz molekülleri yüklü (iyonize) atom parçacıklarına ayrılır, bu nedenle atmosferin bu kısmına denir. iyonosfer- 50 ila 1000 km yükseklikte bulunan, esas olarak iyonize oksijen atomları, nitrik oksit molekülleri ve serbest elektronlardan oluşan çok nadir bir hava tabakası. Bu katman, yüksek elektriklenme ile karakterize edilir ve uzun ve orta radyo dalgaları, aynadan olduğu gibi ondan yansıtılır.

İyonosferde auroralar ortaya çıkar - Güneş'ten uçan elektrik yüklü parçacıkların etkisi altında nadir gazların parlaması - ve manyetik alanda keskin dalgalanmalar gözlenir.

Ekzosfer

Ekzosfer- 1000 km'nin üzerinde bulunan atmosferin dış tabakası. Gaz parçacıkları burada yüksek hızda hareket ettiğinden ve uzaya saçılabildiğinden bu katmana saçılma küresi de denir.

Atmosferin bileşimi

Atmosfer, nitrojen (%78.08), oksijen (%20.95), karbondioksit (%0.03), argon (%0.93), az miktarda helyum, neon, ksenon, kripton (%0.01), ozon ve diğer gazlar, ancak içerikleri ihmal edilebilir (Tablo 1). Dünya havasının modern bileşimi yüz milyon yıldan daha uzun bir süre önce kuruldu, ancak keskin bir şekilde artan insan üretim faaliyeti yine de değişmesine yol açtı. Şu anda, CO2 içeriğinde yaklaşık %10-12 oranında bir artış var.

Atmosferi oluşturan gazlar çeşitli fonksiyonel roller üstlenirler. Bununla birlikte, bu gazların asıl önemi, öncelikle, radyan enerjiyi çok güçlü bir şekilde emmeleri ve dolayısıyla Dünya yüzeyinin ve atmosferinin sıcaklık rejimi üzerinde önemli bir etkiye sahip olmaları gerçeğiyle belirlenir.

Tablo 1. Dünya yüzeyine yakın kuru atmosferik havanın kimyasal bileşimi

Azot, atmosferdeki en yaygın gaz, kimyasal olarak az aktif.

Oksijen azottan farklı olarak, kimyasal olarak çok aktif bir elementtir. Oksijenin özel işlevi, heterotrofik organizmaların organik maddelerinin, kayaların ve volkanlar tarafından atmosfere salınan tam olarak oksitlenmemiş gazların oksidasyonudur. Oksijen olmadan, ölü organik maddenin ayrışması olmazdı.

Karbondioksitin atmosferdeki rolü son derece büyüktür. Atmosfere yanma, canlı organizmaların solunumu, çürüme süreçleri sonucunda girer ve her şeyden önce fotosentez sırasında organik maddenin oluşturulması için ana yapı malzemesidir. Ek olarak, karbondioksitin kısa dalgalı güneş radyasyonunu iletme ve termal uzun dalga radyasyonunun bir kısmını emme özelliği, aşağıda tartışılacak olan sera etkisini yaratacak olan büyük önem taşımaktadır.

Atmosferik süreçler üzerindeki etki, özellikle stratosferin termal rejimi üzerindeki etki, aynı zamanda aşağıdakiler tarafından da uygulanır: ozon. Bu gaz, güneş ultraviyole radyasyonunun doğal bir emicisi olarak hizmet eder ve güneş radyasyonunun emilmesi, havanın ısınmasına yol açar. Atmosferdeki toplam ozon içeriğinin aylık ortalama değerleri, bölgenin enlemine ve mevsime bağlı olarak 0.23-0.52 cm arasında değişmektedir (bu, ozon tabakasının zemin basıncı ve sıcaklığındaki kalınlığıdır). Ekvatordan kutuplara doğru ozon içeriğinde bir artış ve sonbaharda minimum ve ilkbaharda maksimum olmak üzere yıllık bir değişim vardır.

Atmosferin karakteristik bir özelliği, ana gazların (azot, oksijen, argon) içeriğinin yükseklikle biraz değişmesi olarak adlandırılabilir: atmosferde 65 km yükseklikte, azot içeriği% 86, oksijen - 19, argon - 0.91, 95 km yükseklikte - nitrojen 77, oksijen - 21.3, argon - %0.82. Atmosferik havanın bileşiminin dikey ve yatay olarak sabitliği, karıştırılmasıyla korunur.

Gazlara ek olarak, hava şunları içerir: su buharı ve katı parçacıklar.İkincisi hem doğal hem de yapay (antropojenik) kökene sahip olabilir. Bunlar çiçek poleni, minik tuz kristalleri, yol tozu, aerosol safsızlıklarıdır. Güneş ışınları pencereden içeri girdiğinde çıplak gözle görülebilirler.

Özellikle şehirlerin ve büyük sanayi merkezlerinin havasında, zararlı gaz emisyonlarının ve yakıtın yanması sırasında oluşan safsızlıklarının aerosollere eklendiği birçok partikül madde vardır.

Atmosferdeki aerosollerin konsantrasyonu, Dünya yüzeyine ulaşan güneş radyasyonunu etkileyen havanın şeffaflığını belirler. En büyük aerosoller yoğunlaşma çekirdekleridir (lat. yoğunlaşma- sıkıştırma, kalınlaşma) - su buharının su damlacıklarına dönüşmesine katkıda bulunur.

Su buharının değeri, öncelikle, dünya yüzeyinin uzun dalgalı termal radyasyonunu geciktirmesi gerçeğiyle belirlenir; büyük ve küçük nem döngülerinin ana bağlantısını temsil eder; su yatakları yoğunlaştığında havanın sıcaklığını yükseltir.

Atmosferdeki su buharı miktarı zamana ve mekana göre değişir. Bu nedenle, dünya yüzeyine yakın su buharı konsantrasyonu, tropiklerde %3 ile Antarktika'da %2-10 (15) arasında değişir.

Ilıman enlemlerde atmosferin dikey sütunundaki ortalama su buharı içeriği yaklaşık 1,6-1,7 cm'dir (yoğun su buharı tabakası böyle bir kalınlığa sahip olacaktır). Atmosferin farklı katmanlarındaki su buharı hakkında bilgiler çelişkilidir. Örneğin, 20 ila 30 km arasındaki yükseklik aralığında, özgül nemin yükseklikle güçlü bir şekilde arttığı varsayılmıştır. Bununla birlikte, sonraki ölçümler stratosferin daha büyük bir kuruluğuna işaret ediyor. Görünüşe göre, stratosferdeki özgül nem, yüksekliğe çok az bağlıdır ve 2-4 mg/kg'dır.

Troposferdeki su buharı içeriğinin değişkenliği, buharlaşma, yoğuşma ve yatay taşımanın etkileşimi ile belirlenir. Su buharının yoğunlaşması sonucunda bulutlar oluşur ve yağmur, dolu ve kar şeklinde yağışlar oluşur.

Suyun faz geçişleri süreçleri esas olarak troposferde ilerler, bu nedenle sedef ve gümüş olarak adlandırılan stratosferde (20-30 km rakımlarda) ve mezosferde (mezopoza yakın) bulutların nispeten nadiren gözlenmesinin nedeni budur. Troposferik bulutlar genellikle tüm dünya yüzeylerinin yaklaşık %50'sini kaplar.

Havada bulunabilecek su buharı miktarı havanın sıcaklığına bağlıdır.

-20 ° C sıcaklıkta 1 m3 hava, 1 g'dan fazla su içeremez; 0 °C'de - en fazla 5 g; +10 °С'de - en fazla 9 g; +30 °С'de - en fazla 30 g su.

Çözüm: Hava sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, o kadar fazla su buharı içerebilir.

hava olabilir zengin ve doymamış buhar. Bu nedenle, +30 ° C sıcaklıkta 1 m3 hava 15 g su buharı içeriyorsa, hava su buharına doymamıştır; 30 g - doymuşsa.

Mutlak nem- bu, 1 m3 havanın içerdiği su buharı miktarıdır. Gram olarak ifade edilir. Örneğin, "mutlak nem 15'tir" derlerse, bu, 1 mL'nin 15 g su buharı içerdiği anlamına gelir.

Bağıl nem- bu, 1 m3 havadaki gerçek su buharı içeriğinin, belirli bir sıcaklıkta 1 m L'de bulunabilecek su buharı miktarına oranıdır (yüzde olarak). Örneğin, hava raporunun iletimi sırasında radyo, bağıl nemin %70 olduğunu bildirdiyse, bu, havanın belirli bir sıcaklıkta tutabileceği su buharının %70'ini içerdiği anlamına gelir.

Havanın bağıl nemi arttıkça, t. hava doygunluğa ne kadar yakınsa, düşme olasılığı o kadar artar.

Ekvator bölgesinde her zaman yüksek (% 90'a kadar) bağıl nem gözlenir, çünkü yıl boyunca yüksek bir hava sıcaklığı vardır ve okyanusların yüzeyinden büyük bir buharlaşma vardır. Aynı yüksek bağıl nem kutup bölgelerindedir, ancak bunun nedeni düşük sıcaklıklarda az miktarda su buharının bile havayı doymuş veya doygunluğa yakın hale getirmesidir. Ilıman enlemlerde bağıl nem mevsimsel olarak değişir - kışın daha yüksek ve yazın daha düşüktür.

Havanın bağıl nemi özellikle çöllerde düşüktür: 1 m 1 hava, belirli bir sıcaklıkta mümkün olan su buharı miktarından iki ila üç kat daha az içerir.

Bağıl nemi ölçmek için bir higrometre kullanılır (Yunanca higros - ıslak ve metreco - ölçerim).

Soğuduğunda, doymuş hava aynı miktarda su buharını kendi içinde tutamaz, kalınlaşır (yoğuşur), sis damlacıklarına dönüşür. Sis, yazın açık ve serin bir gecede gözlemlenebilir.

Bulutlar- bu aynı sis, sadece dünya yüzeyinde değil, belirli bir yükseklikte oluşuyor. Hava yükseldikçe soğur ve içindeki su buharı yoğunlaşır. Ortaya çıkan küçük su damlacıkları bulutları oluşturur.

bulutların oluşumunda görev alır partikül madde troposferde asılı kalır.

Bulutlar, oluşum koşullarına bağlı olarak farklı bir şekle sahip olabilir (Tablo 14).

En alçak ve en ağır bulutlar stratus bulutlarıdır. Dünya yüzeyinden 2 km yükseklikte bulunurlar. 2 ila 8 km yükseklikte, daha pitoresk kümülüs bulutları gözlemlenebilir. En yükseği ve en hafifi sirrus bulutlarıdır. Dünya yüzeyinden 8 ila 18 km yükseklikte bulunurlar.

Atmosferik koruma

Ana kaynaklar sanayi kuruluşları ve otomobillerdir. Büyük şehirlerde, ana ulaşım yollarının gaz kirliliği sorunu çok akut. Bu nedenle ülkemiz de dahil olmak üzere dünyanın birçok büyük şehrinde araba egzoz gazlarının toksisitesinin çevresel kontrolü getirilmiştir. Uzmanlara göre, havadaki duman ve toz, güneş enerjisinin yeryüzüne akışını yarı yarıya azaltabilir ve bu da doğal koşullarda bir değişikliğe yol açacaktır.

Dünyanın atmosferi heterojendir: farklı yüksekliklerde farklı hava yoğunlukları ve basınçları gözlenir, sıcaklık ve gaz bileşimi değişir. Ortam sıcaklığının davranışına bağlı olarak (yani, sıcaklık yükseklikle artar veya azalır), içinde aşağıdaki katmanlar ayırt edilir: troposfer, stratosfer, mezosfer, termosfer ve ekzosfer. Katmanlar arasındaki sınırlara duraklama denir: 4 tane vardır, çünkü. ekzosferin üst sınırı çok bulanıktır ve genellikle yakın uzaya atıfta bulunur. Atmosferin genel yapısı ekteki şemada bulunabilir.

Şekil.1 Dünya atmosferinin yapısı. Kredi: web sitesi

En düşük atmosferik katman, üst sınırı tropopoz olarak adlandırılan, coğrafi enleme bağlı olarak değişen ve 8 km arasında değişen troposferdir. 20 km'ye kadar kutuplarda. tropikal enlemlerde. Orta veya ılıman enlemlerde, üst sınırı 10-12 km yükseklikte yer alır.Yıl boyunca, troposferin üst sınırı güneş radyasyonu akışına bağlı olarak dalgalanmalar yaşar. Böylece, ABD meteoroloji servisi tarafından Dünya'nın Güney Kutbu'nda yapılan sondajın bir sonucu olarak, Mart'tan Ağustos'a veya Eylül'e kadar troposferde sürekli bir soğuma olduğu ve bunun sonucunda kısa bir süre için kısa bir süre için ortaya çıktı. Ağustos veya Eylül, sınırı 11.5 km'ye yükselir. Ardından, Eylül ve Aralık ayları arasında hızla düşer ve en düşük konumuna ulaşır - 7,5 km, bundan sonra yüksekliği Mart ayına kadar pratik olarak değişmeden kalır. Şunlar. Troposfer, yazın en kalın, kışın en incedir.

Mevsimsel değişimlere ek olarak, tropopozun yüksekliğinde günlük dalgalanmaların da olduğu unutulmamalıdır. Ayrıca konumu, siklonlar ve antisiklonlardan etkilenir: ilkinde alçalır, çünkü. içlerindeki basınç çevredeki havadan daha düşüktür ve ikincisi buna göre yükselir.

Troposfer, dünya havasının toplam kütlesinin %90'ını ve tüm su buharının 9/10'unu içerir. Türbülans burada oldukça gelişmiştir, özellikle yüzeye yakın ve en yüksek katmanlarda, tüm katmanların bulutları gelişir, siklonlar ve antisiklonlar oluşur. Ve Dünya yüzeyinden yansıyan güneş ışınlarının sera gazlarının (karbondioksit, metan, su buharı) birikmesi nedeniyle sera etkisi gelişir.

Sera etkisi, yükseklikle birlikte troposferdeki hava sıcaklığındaki azalma ile ilişkilidir (çünkü ısınan Dünya, yüzey katmanlarına daha fazla ısı verir). Ortalama dikey eğim 0,65 °/100 m'dir (yani, yükseldiğiniz her 100 metrede hava sıcaklığı 0,65 ° C düşer). Bu nedenle, ekvatora yakın Dünya yüzeyinde ortalama yıllık hava sıcaklığı + 26 ° ise, o zaman üst sınırda -70 °. Kuzey Kutbu'nun üzerindeki tropopoz bölgesindeki sıcaklık, yıl boyunca yaz aylarında -45 °C'den kış aylarında -65 °C'ye kadar değişir.

Rakım arttıkça, hava basıncı da düşer, üst troposfer yakınında yüzeye yakın seviyenin sadece %12-20'si kadardır.

Troposferin sınırında ve stratosferin üstteki tabakasında 1-2 km kalınlığında tropopoz tabakası bulunur. Troposferin alttaki bölgelerinde dikey eğimin 0.2°/100 m'ye ve 0.65°/100 m'ye düştüğü hava tabakası genellikle tropopozun alt sınırları olarak alınır.

Tropopoz içinde, yüksek irtifa jet akışları veya "jet akışları" olarak adlandırılan, Dünya'nın kendi ekseni etrafındaki dönüşünün ve atmosferin güneş radyasyonunun katılımıyla ısınmasının etkisi altında oluşan kesin olarak tanımlanmış bir yöndeki hava akışları gözlenir. Önemli sıcaklık farklılıkları olan bölgelerin sınırlarında akımlar gözlenir. Bu akımların birkaç lokalizasyon merkezi vardır, örneğin arktik, subtropikal, subpolar ve diğerleri. Jet akışlarının yerini bilmek meteoroloji ve havacılık için çok önemlidir: ilki daha doğru hava tahmini için akışları kullanır, ikincisi uçak uçuş rotaları oluşturmak için kullanılır, çünkü Akış sınırlarında, bu irtifalarda bulutların olmaması nedeniyle "berrak gökyüzü türbülansı" olarak adlandırılan küçük girdaplara benzer güçlü türbülanslı girdaplar vardır.

Yüksek irtifa jet akımlarının etkisi altında, genellikle tropopozda kopmalar oluşur ve bazen tamamen ortadan kalkar, ancak daha sonra tekrar oluşur. Bu, özellikle güçlü bir subtropikal yüksek irtifa akımının hakim olduğu subtropikal enlemlerde sıklıkla görülür. Ayrıca tropopoz tabakalarının ortam hava sıcaklığı açısından farklı olması kırılmaların oluşmasına neden olur. Örneğin, sıcak ve düşük kutuplu tropopoz ile tropikal enlemlerin yüksek ve soğuk tropopozu arasında geniş bir boşluk vardır. Son zamanlarda, önceki iki katmandan kopan ılıman enlemlerin tropopoz tabakası da ayırt edildi: kutupsal ve tropikal.

Dünya atmosferinin ikinci tabakası stratosferdir. Stratosfer şartlı olarak 2 bölgeye ayrılabilir. Bunlardan ilki, 25 km yüksekliğe kadar uzanan, belirli bir alan üzerindeki troposferin üst katmanlarının sıcaklıklarına eşit olan neredeyse sabit sıcaklıklarla karakterize edilir. İkinci bölge veya inversiyon bölgesi, hava sıcaklığındaki yaklaşık 40 km'lik irtifa artışı ile karakterize edilir. Bunun nedeni güneş ultraviyole radyasyonunun oksijen ve ozon tarafından emilmesidir. Stratosferin üst kısmında, bu ısınma nedeniyle, sıcaklık genellikle pozitiftir ve hatta yüzey hava sıcaklığı ile karşılaştırılabilir.

İnversiyon bölgesinin üzerinde, stratopause adı verilen ve stratosfer ile mezosfer arasındaki sınır olan sabit sıcaklıklı bir katman bulunur. Kalınlığı 15 km'ye ulaşır.

Troposferin aksine, stratosferde türbülanslı rahatsızlıklar nadirdir, ancak kutuplara bakan ılıman enlemlerin sınırları boyunca dar bölgelerde esen güçlü yatay rüzgarlar veya jet akımları not edilir. Bu bölgelerin konumu sabit değildir: değişebilirler, genişleyebilirler ve hatta tamamen yok olabilirler. Çoğu zaman, jet akımları troposferin üst katmanlarına nüfuz eder veya bunun tersi, troposferden gelen hava kütleleri stratosferin alt katmanlarına nüfuz eder. Atmosferik cephe alanlarında hava kütlelerinin bu şekilde karıştırılması özellikle karakteristiktir.

Stratosferde ve su buharında çok az. Buradaki hava çok kuru ve bu nedenle çok az bulut var. Sadece 20-25 km rakımlarda, yüksek enlemlerde olmak, aşırı soğutulmuş su damlacıklarından oluşan çok ince sedef bulutları fark edebilir. Gün boyunca bu bulutlar görünmez, ancak karanlığın başlamasıyla birlikte, ufkun altına girmiş olan Güneş tarafından aydınlatılmaları nedeniyle parlıyor gibi görünürler.

Alt stratosferde aynı yüksekliklerde (20-25 km.) ozon tabakası vardır - ultraviyole güneş radyasyonunun etkisi altında oluşan en yüksek ozon içeriğine sahip alan (bu süreç hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz) sayfada). Ozon tabakası veya ozonosfer, 290 nm'ye kadar ölümcül ultraviyole ışınlarını emerek karada yaşayan tüm organizmaların yaşamını sürdürmesi için gereklidir. Bu nedenle canlı organizmalar ozon tabakasının üzerinde yaşamazlar, yaşamın Dünya'daki yayılmasının üst sınırıdır.

Ozon etkisi altında manyetik alanlar da değişir, atomlar molekülleri parçalar, iyonlaşma meydana gelir, yeni gaz oluşumu ve diğer kimyasal bileşikler.

Atmosferin stratosferin üzerindeki katmanına mezosfer denir. Güçlü türbülansa yol açan ortalama 0.25-0.3°/100 m dikey eğim ile yükseklikle hava sıcaklığındaki azalma ile karakterizedir. Mezosfer olarak adlandırılan bölgedeki mezosferin üst sınırlarında, bir bütün olarak Dünya'nın tüm atmosferi için mutlak minimum olan -138 ° C'ye kadar sıcaklıklar kaydedildi.

Burada, mezopoz içinde, Güneş'in X-ışını ve kısa dalga boylu ultraviyole radyasyonunun aktif absorpsiyon bölgesinin alt sınırı geçer. Bu enerji sürecine radyan ısı transferi denir. Sonuç olarak, gaz ısıtılır ve iyonize olur, bu da atmosferin parlamasına neden olur.

Mezosferin üst sınırlarına yakın 75-90 km rakımlarda, gezegenin kutup bölgelerinde geniş alanları işgal eden özel bulutlar kaydedildi. Bu bulutlara, güneş ışığının bu bulutları oluşturan buz kristallerinden yansıması nedeniyle alacakaranlıkta parlamalarından dolayı gümüş denir.

Mezopozdaki hava basıncı, dünya yüzeyinden 200 kat daha azdır. Bu, atmosferdeki neredeyse tüm havanın 3 alt katmanında yoğunlaştığını gösterir: troposfer, stratosfer ve mezosfer. Termosfer ve ekzosferin üzerini örten katmanlar, tüm atmosferin kütlesinin sadece %0.05'ini oluşturur.

Termosfer, Dünya yüzeyinden 90 ila 800 km yükseklikte yer alır.

Termosfer, 2500°C'ye ulaşabileceği 200-300 km irtifalara kadar hava sıcaklığında sürekli bir artış ile karakterize edilir. Sıcaklıktaki artış, Güneş'in ultraviyole radyasyonunun X-ışını ve kısa dalga kısmının gaz molekülleri tarafından soğurulması nedeniyle oluşur. Deniz seviyesinden 300 km yukarıda, sıcaklık artışı durur.

Sıcaklık arttıkça aynı zamanda basınç azalır ve sonuç olarak çevredeki havanın yoğunluğu azalır. Bu nedenle, termosferin alt sınırlarında yoğunluk 1.8 × 10 -8 g / cm3 ise, o zaman üstte zaten 1.8 × 10 -15 g / cm3'tür, bu da yaklaşık olarak 10 milyon - 1 milyar parçacığa karşılık gelir. 1cm3.

Havanın bileşimi, sıcaklığı, yoğunluğu gibi termosferin tüm özellikleri güçlü dalgalanmalara tabidir: coğrafi konuma, yılın mevsimine ve günün saatine bağlı olarak. Termosferin üst sınırının konumu bile değişiyor.

Atmosferin en üst katmanına ekzosfer veya saçılma katmanı denir. Alt sınırı çok geniş sınırlar içinde sürekli değişiyor; ortalama değer olarak 690-800 km yükseklik alınmıştır. Moleküller arası veya atomlar arası çarpışma olasılığının ihmal edilebileceği, yani. Rastgele hareket eden bir molekülün başka bir benzer molekülle çarpışmadan önce kat edeceği ortalama mesafe (serbest yol olarak adlandırılan) o kadar büyük olacaktır ki, aslında moleküller sıfıra yakın bir olasılıkla çarpışmayacaktır. Tanımlanan olgunun gerçekleştiği katmana termopoz denir.

Ekzosferin üst sınırı 2-3 bin km yükseklikte yer alır. Güçlü bir şekilde bulanıktır ve yavaş yavaş yakın uzay boşluğuna geçer. Bazen, bu nedenle, ekzosfer dış uzayın bir parçası olarak kabul edilir ve üst sınırı, güneş radyasyonu basıncının hidrojen atomlarının hızı üzerindeki etkisinin yerçekimi çekimini aştığı 190 bin km'lik bir yükseklik olarak alınır. Dünya. Bu sözde. hidrojen atomlarından oluşan dünyanın koronası. Dünyanın koronasının yoğunluğu çok düşüktür: santimetre küp başına sadece 1000 parçacık, ancak bu sayı bile gezegenler arası uzaydaki parçacıkların konsantrasyonundan 10 kat daha fazladır.

Ekzosferin son derece nadir bulunan havası nedeniyle, parçacıklar birbirleriyle çarpışmadan eliptik yörüngelerde Dünya'nın etrafında hareket eder. Bazıları, kozmik hızlarla (hidrojen ve helyum atomları) açık veya hiperbolik yörüngeler boyunca hareket ederek atmosferi terk eder ve uzaya gider, bu nedenle ekzosfere saçılma küresi denir.