Onnittelut 

Maan ilmakehä. Ilmakehän koostumus ja rakenne Ilmakehän ylin osa

Maaplaneettamme ympäröivä kaasuvaippa, joka tunnetaan ilmakehänä, koostuu viidestä pääkerroksesta. Nämä kerrokset ovat peräisin planeetan pinnalta merenpinnasta (joskus alhaalta) ja nousevat avaruuteen seuraavassa järjestyksessä:

  • Troposfääri;
  • Stratosfääri;
  • Mesosfääri;
  • Termosfääri;
  • Eksosfääri.

Kaavio maapallon ilmakehän pääkerroksista

Näiden viiden pääkerroksen välissä on siirtymävyöhykkeitä, joita kutsutaan "taukoiksi", joissa tapahtuu muutoksia ilman lämpötilassa, koostumuksessa ja tiheydessä. Yhdessä taukojen kanssa maapallon ilmakehässä on yhteensä 9 kerrosta.

Troposfääri: missä sää tapahtuu

Kaikista ilmakehän kerroksista troposfääri on se, jonka tunnemme parhaiten (ymmärsimmepä sen tai et), koska elämme sen pohjalla - planeetan pinnalla. Se ympäröi Maan pinnan ja ulottuu ylöspäin useita kilometrejä. Sana troposfääri tarkoittaa "pallon vaihtoa". Erittäin osuva nimi, sillä tämä kerros on paikka, jossa päivittäiset säämme tapahtuu.

Planeetan pinnasta alkaen troposfääri nousee 6-20 kilometrin korkeuteen. Meitä lähinnä olevan kerroksen alin kolmannes sisältää 50 % kaikista ilmakehän kaasuista. Se on ainoa osa ilmakehän koostumuksesta, joka hengittää. Koska ilmaa lämmittää alhaaltapäin maan pinta, joka imee Auringon lämpöenergiaa, troposfäärin lämpötila ja paine laskevat korkeuden kasvaessa.

Yläosassa on ohut kerros nimeltä tropopause, joka on vain puskuri troposfäärin ja stratosfäärin välillä.

Stratosfääri: otsonin koti

Stratosfääri on ilmakehän seuraava kerros. Se ulottuu 6-20 km:stä 50 km:iin maanpinnan yläpuolella. Tämä on kerros, jolla useimmat kaupalliset lentokoneet lentävät ja ilmapallot matkustavat.

Täällä ilma ei virtaa ylös ja alas, vaan liikkuu pinnan suuntaisesti hyvin nopeissa ilmavirroissa. Lämpötilat kohoavat noustessa, kiitos runsaasti luonnollisesti esiintyvää otsonia (O3), joka on auringon säteilyn sivutuote, ja hapen, jolla on kyky absorboida auringon haitallisia ultraviolettisäteitä (kaikki lämpötilan nousu korkeuden myötä tunnetaan mm. meteorologia "inversiona").

Koska stratosfäärin lämpötila on lämpimämpi alaosassa ja viileämpi yläosassa, konvektio (ilmamassojen pystysuuntaiset liikkeet) on harvinaista tässä ilmakehän osassa. Itse asiassa voit katsella troposfäärissä riehuvaa myrskyä stratosfääristä, koska kerros toimii konvektion "korkkina", jonka läpi myrskypilvet eivät tunkeudu.

Stratosfääriä seuraa jälleen puskurikerros, jota tällä kertaa kutsutaan stratopausiksi.

Mesosfääri: keskiilmakehä

Mesosfääri sijaitsee noin 50-80 km:n päässä maan pinnasta. Mesosfäärin yläosa on kylmin luonnollinen paikka maapallolla, jossa lämpötila voi laskea alle -143 °C.

Termosfääri: yläilmakehä

Mesosfääriä ja mesopaussia seuraa termosfääri, joka sijaitsee 80–700 km planeetan pinnan yläpuolella ja sisältää alle 0,01 % ilmakehän kokonaisilmasta. Lämpötilat nousevat täällä jopa +2000°C:een, mutta ilman voimakkaan harventumisen ja lämmön siirtävien kaasumolekyylien puutteen vuoksi nämä korkeat lämpötilat koetaan erittäin kylminä.

Eksosfääri: ilmakehän ja avaruuden raja

Noin 700-10 000 km korkeudella maan pinnasta on eksosfääri - ilmakehän ulkoreuna, joka rajaa avaruutta. Täällä meteorologiset satelliitit kiertävät maata.

Entä ionosfääri?

Ionosfääri ei ole erillinen kerros, ja itse asiassa tätä termiä käytetään viittaamaan ilmakehään 60–1000 km:n korkeudessa. Se sisältää mesosfäärin ylimmät osat, koko termosfäärin ja osan eksosfääristä. Ionosfääri on saanut nimensä, koska tässä ilmakehän osassa Auringon säteily ionisoituu, kun se ohittaa Maan magneettikentät klo ja . Tämä ilmiö havaitaan maasta revontuliena.

Se alkaa 80-90 km:n korkeudesta ja ulottuu 800 km:iin asti. Termosfäärin ilman lämpötila vaihtelee eri tasoilla, kohoaa nopeasti ja epäjatkuvasti ja voi vaihdella välillä 200-2000 K, riippuen auringon aktiivisuusasteesta. Syynä on auringon ultraviolettisäteilyn imeytyminen 150-300 km korkeudessa ilmakehän hapen ionisoitumisen vuoksi. Termosfäärin alaosassa lämpötilan nousu johtuu suurelta osin happiatomien molekyyleiksi yhdistelyssä (rekombinaatiossa) vapautuvasta energiasta (tässä tapauksessa auringon UV-säteilyn energiasta, joka absorboituu aikaisemmin O 2 -molekyylien dissosioitumisen aikana , muunnetaan hiukkasten lämpöliikkeen energiaksi). Suurilla leveysasteilla tärkeä lämmönlähde termosfäärissä on magnetosfääristä peräisin olevien sähkövirtojen vapauttama Joule-lämpö. Tämä lähde aiheuttaa merkittävää, mutta epätasaista yläilmakehän kuumenemista subpolaarisilla leveysasteilla, erityisesti magneettisten myrskyjen aikana.

Lentäminen termosfäärissä

Ilman äärimmäisen ohuuden vuoksi lennot Karman-linjan yläpuolelle ovat mahdollisia vain ballistista lentorataa pitkin. Kaikki miehitetyt kiertoratalennot (lukuun ottamatta amerikkalaisten astronautien lentoja Kuuhun) tapahtuvat termosfäärissä, pääasiassa 200-500 km:n korkeuksissa - alle 200 km:n etäisyydellä ilman hidastusvaikutus vaikuttaa voimakkaasti ja yli 500 km:n säteilyyn vyöt ulottuvat, joilla on haitallisia vaikutuksia ihmisiin.

Myös miehittämättömät satelliitit lentävät enimmäkseen termosfäärissä - satelliitin saattaminen korkeammalle kiertoradalle vaatii enemmän energiaa, ja moniin tarkoituksiin (esimerkiksi Maan kaukokartoitukseen) alhainen korkeus on parempi.


Wikimedia Foundation. 2010 .

Synonyymit:

Katso, mitä "Thermosphere" on muissa sanakirjoissa:

    Termosfääri… Oikeinkirjoitussanakirja

    termosfääri- Yläilmakehän alue 100 500 km korkeudessa positiivisella lämpötilagradientilla. [GOST 25645.113 84] termosfääri Mesosfäärin yläpuolella oleva planeetan ilmakehän kerros, jolle on ominaista lämpötilan nousu korkeuden myötä, asteittainen hidastuminen ja ... ... Teknisen kääntäjän käsikirja

    Ilmakehän kerros mesosfäärin yläpuolella 80-90 km:n korkeudelta, jossa lämpötila nousee 200-300 km:n korkeuteen, missä se saavuttaa luokkaa 1500 K, minkä jälkeen se pysyy lähes vakiona korkeille korkeuksille. .. Suuri Ensyklopedinen sanakirja

    TERMOSFERI, kevyiden kaasujen kuori MESOSFÄÄRIN ja EXOSFERIN välillä, 100–400 km:n korkeudessa maan pinnasta. Kun korkeus termosfäärissä kasvaa, lämpötila nousee tasaisesti... Tieteellinen ja tekninen tietosanakirja Maantieteellinen tietosanakirja

    Ilmakehän kerros mesosfäärin yläpuolella 80-90 km korkeudelta, jossa lämpötila nousee 200-300 km korkeuteen, missä se saavuttaa arvot luokkaa 1500 K, minkä jälkeen se pysyy lähes vakiona korkeille korkeuksille. * * * TERMOSFERI TERMOSFERI, ilmakehän kerros yläpuolella… … tietosanakirja

    - (katso lämpö ... + pallo) ilmakehän yläkerrokset, yli 80 km, joissa lämpötila nousee korkeudessa erittäin korkeisiin arvoihin (1500 ° C korkeudessa 200 300 km tai enemmän). Uusi vieraiden sanojen sanakirja. kirjoittanut EdwART, 2009. thermosphere (te), s, zh. (… Venäjän kielen vieraiden sanojen sanakirja

Kaikki lentokoneella lentäneet ovat tottuneet tällaiseen viestiin: "Meidän lentomme on 10 000 metrin korkeudessa, lämpötila yli laidan on 50 °C." Ei näytä olevan mitään erikoista. Mitä kauempana Auringon lämmittämästä Maan pinnasta, sitä kylmempää. Monet ihmiset ajattelevat, että lämpötilan lasku korkeuden myötä jatkuu jatkuvasti ja vähitellen lämpötila laskee lähestyen avaruuden lämpötilaa. Muuten, tutkijat ajattelivat niin 1800-luvun loppuun asti.

Katsotaanpa tarkemmin ilman lämpötilan jakautumista Maan yli. Ilmakehä on jaettu useisiin kerroksiin, jotka heijastavat ensisijaisesti lämpötilan muutosten luonnetta.

Ilmakehän alempaa kerrosta kutsutaan troposfääri, joka tarkoittaa "pyörimispalloa". Kaikki sään ja ilmaston muutokset ovat seurausta juuri tässä kerroksessa tapahtuvista fysikaalisista prosesseista. Tämän kerroksen yläraja sijaitsee siellä, missä lämpötilan lasku korkeudella korvataan sen nousulla - noin klo. korkeus 15-16 km päiväntasaajan yläpuolella ja 7-8 km napojen yläpuolella. Kuten itse maapallo, myös planeettamme pyörimisen vaikutuksesta ilmakehä litistyy napojen yli ja turpoaa päiväntasaajan yli. tämä vaikutus on ilmakehässä paljon voimakkaampi kuin Maan kiinteässä kuoressa. Maan pinnasta troposfäärin ylärajalle suunnassa ilman lämpötila laskee Päiväntasaajan yläpuolella ilman minimilämpötila on noin -62 ° C ja napojen yläpuolella noin -45 ° C. Lauhkeilla leveysasteilla yli 75 % ilmakehän massasta on troposfäärissä, tropiikissa noin 90 % ilmakehän troposfäärimassojen sisällä.

Vuonna 1899 pystysuorassa lämpötilaprofiilissa löydettiin minimi tietyllä korkeudella, minkä jälkeen lämpötila nousi hieman. Tämän kasvun alku tarkoittaa siirtymistä seuraavaan ilmakehän kerrokseen - kohti stratosfääri, joka tarkoittaa "kerrospalloa". Termi stratosfääri tarkoittaa ja heijastaa aikaisempaa ajatusta troposfäärin yläpuolella olevan kerroksen ainutlaatuisuudesta. Stratosfääri ulottuu noin 50 km:n korkeuteen maanpinnan yläpuolella. Sen ominaisuus on Erityisesti ilman lämpötilan jyrkkä nousu Tämä lämpötilan nousu selittyy otsonin muodostumisreaktiolla, joka on yksi tärkeimmistä ilmakehässä tapahtuvista kemiallisista reaktioista.

Suurin osa otsonista on keskittynyt noin 25 kilometrin korkeuteen, mutta yleensä otsonikerros on korkeudelle voimakkaasti venynyt kuori, joka peittää lähes koko stratosfäärin. Hapen vuorovaikutus ultraviolettisäteiden kanssa on yksi maapallon ilmakehän suotuisista prosesseista, jotka edistävät elämän ylläpitämistä maapallolla. Tämän energian imeytyminen otsoniin estää sen liiallisen virtauksen maan pinnalle, missä syntyy juuri sellainen energiataso, joka soveltuu maanpäällisten elämänmuotojen olemassaoloon. Otsonosfääri imee osan ilmakehän läpi kulkevasta säteilyenergiasta. Tämän seurauksena otsonosfääriin muodostuu noin 0,62 °C:n pystysuora ilman lämpötilagradientti 100 metriä kohden, eli lämpötila nousee korkeuden myötä stratosfäärin ylärajaan - stratopausiin (50 km) asti ja saavuttaa joitain tietoja, 0 °C.

50–80 kilometrin korkeudessa ilmakehässä on kerros, jota kutsutaan mesosfääri. Sana "mesosfääri" tarkoittaa "välipalloa", jossa ilman lämpötila laskee edelleen korkeuden mukana. Mesosfäärin yläpuolella kerroksessa nimeltä termosfääri, lämpötila nousee jälleen korkeudessa noin 1000 °C:een ja laskee sitten hyvin nopeasti -96 °C:seen. Se ei kuitenkaan laske loputtomiin, sitten lämpötila nousee jälleen.

Termosfääri on ensimmäinen kerros ionosfääri. Toisin kuin aiemmin mainitut kerrokset, ionosfääri ei erotu lämpötilasta. Ionosfääri on luonteeltaan sähköinen alue, jonka ansiosta monet radioviestintätyypit ovat mahdollisia. Ionosfääri on jaettu useisiin kerroksiin, jotka merkitään kirjaimilla D, E, F1 ja F2. Näillä kerroksilla on myös erityisnimet. Kerrokseen jakautuminen johtuu useista syistä, joista tärkein on kerrosten epätasainen vaikutus radioaaltojen kulkuun. Alin kerros, D, absorboi pääasiassa radioaaltoja ja estää siten niiden etenemisen. Paras tutkittu kerros E sijaitsee noin 100 km:n korkeudessa maanpinnan yläpuolella. Sitä kutsutaan myös Kennelly-Heaviside-kerrokseksi niiden amerikkalaisten ja englantilaisten tutkijoiden nimien mukaan, jotka löysivät sen samanaikaisesti ja itsenäisesti. Kerros E, kuten jättimäinen peili, heijastaa radioaaltoja. Tämän kerroksen ansiosta pitkät radioaallot kulkevat pidemmälle kuin olisi odotettavissa, jos ne leviäisivät vain suorassa linjassa heijastumatta E-kerroksesta. Myös F-kerroksella on samanlaiset ominaisuudet. Sitä kutsutaan myös Appleton-kerrokseksi. Yhdessä Kennelly-Heaviside-kerroksen kanssa se heijastaa radioaaltoja maanpäällisiin radioasemiin, mikä voi tapahtua eri kulmista. Appleton-kerros sijaitsee noin 240 kilometrin korkeudessa.

Ilmakehän ulointa aluetta, ionosfäärin toista kerrosta, kutsutaan usein eksosfääri. Tämä termi osoittaa avaruuden reuna-alueiden olemassaolon lähellä Maata. On vaikea määrittää tarkasti, missä ilmakehä päättyy ja avaruus alkaa, koska ilmakehän kaasujen tiheys pienenee vähitellen korkeuden myötä ja itse ilmakehä muuttuu vähitellen melkein tyhjiöksi, jossa vain yksittäiset molekyylit kohtaavat. Jo noin 320 km:n korkeudessa ilmakehän tiheys on niin alhainen, että molekyylit voivat kulkea yli 1 km törmätämättä toisiinsa. Sen ylärajana toimii ilmakehän uloin osa, joka sijaitsee 480–960 km:n korkeudessa.

Lisää tietoa ilmakehän prosesseista löytyy nettisivuilta "Maan ilmasto"


Maapalloa ympäröi valtava magnetosfääri, jonka keskellä on säteilyvyö ja ilmakehä. Harkitse näitä kolmea Maan ulkoisen rakenteen komponenttia.

Maapallo on kietoutunut kaasumaiseen kuoreen, jota kutsutaan ilmakehäksi (kreikaksi ατμός - höyry ja σφαῖρα - pallo). Ilmakehä määrää maan pinnan sään ja ilmaston. Se koostuu pääasiassa kaasuista ja erilaisista epäpuhtauksista (pöly, vesipisarat, jääkiteet, merisuolat, palamistuotteet), joiden määrä ei ole vakio. Ilmakehän muodostavien kaasujen pitoisuus on lähes vakio, lukuun ottamatta vettä (H2O) ja hiilidioksidia (CO2).

Ilmakehän paksuus on 1500 km maan pinnasta. Ilman, eli ilmakehän kaasuseoksen, kokonaismassa on (5,1-5,3) × 1015 tonnia Paine 0 °C:ssa merenpinnan tasolla on 1013,25 hPa; kriittinen lämpötila −140,7°С; kriittinen paine 3,7 MPa. Ilman liukoisuus veteen 0°C - 0,036 %, 25°C - 0,22 %.

Korkeuden kasvaessa ilman tiheys ja ilmanpaine laskevat. Myös lämpötila muuttuu korkeuden muuttuessa. Ilmakehän pystysuoralle rakenteelle on ominaista erilaiset lämpötila- ja sähköominaisuudet, erilaiset ilmaolosuhteet. Ilmakehän lämpötilasta riippuen erotetaan seuraavat pääkerrokset: troposfääri, stratosfääri, mesosfääri, termosfääri, eksosfääri (sirontapallo). Vierekkäisten kuorien välisiä ilmakehän siirtymäalueita kutsutaan vastaavasti tropopausiksi, stratopausiksi jne.

Troposfääri

Tämä on ilmakehän alempi, eniten tutkittu kerros, jonka korkeus napa-alueilla on 8-10 km, lauhkeilla leveysasteilla jopa 10-12 km ja päiväntasaajalla 16-18 km. Melkein kaikki vesihöyry on keskittynyt troposfääriin. Kun noustaan ​​100 metrin välein, lämpötila troposfäärissä laskee keskimäärin 0,65 ° C ja saavuttaa -53 ° C yläosassa. Tätä troposfäärin ylempää kerrosta kutsutaan tropopausiksi.

Stratosfääri

Tämä ilmakehän kerros sijaitsee 11-50 kilometrin korkeudessa. Stratosfäärissä on kaksi ominaista lämpötilan muutosta, toinen 11-25 km (−56,5 C) ja toinen 25-40 km (0,8 °C) korkeudessa. Saavutettuaan nollalämpötilan (0°C) noin 40 km:n korkeudessa se pysyy vakiona noin 55 km:n korkeuteen asti. Tätä tasaisen lämpötilan aluetta kutsutaan stratopausiksi ja se on stratosfäärin ja mesosfäärin välinen raja.

Otsonikerros sijaitsee stratosfäärissä 15–20–55–60 km:n korkeudella, mikä määrittää biosfäärin elämän ylärajan. Noin 30 km korkeudessa fotokemiallisten reaktioiden seurauksena muodostuu -O3, joka absorboi elämälle haitallista ultraviolettisäteilyä (180-200 nm). Tämän seurauksena lyhyiden aaltojen energia muuttuu, magneettikentät muuttuvat, molekyylit hajoavat, ionisoituu, syntyy uusia kaasuja ja muita kemiallisia yhdisteitä. Näitä prosesseja voidaan havaita revontulien, salaman ja muiden hehkujen muodossa.

Mesosfääri

Tämä ilmakehän osa alkaa 50 km:n korkeudesta ja ulottuu 80-90 km:n korkeuteen. Ilman lämpötila laskee 75-85 kilometrin korkeuteen -88°C:een.

Kun nousemme yhä korkeammalle maanpinnan yläpuolelle, sellaiset ilmiöt kuin äänen eteneminen, aerodynaaminen nosto ja vastus, lämmönsiirto konvektiolla jne. heikkenevät vähitellen ja katoavat sitten kokonaan.

Termosfääri tai ionosfääri

80–90–800 km:n korkeudessa tapahtuu voimakasta ionisaatiota auringon lyhytaaltosäteilyn vaikutuksesta. Siksi termosfääriä kutsutaan myös ionosfääriksi. Ionosfääriä pidetään maan sähkömagneettisena vyönä.

Ionosfääri koostuu neutraalien atomien ja molekyylien (pääasiassa happi O2 ja typpi N2) kaasun ja kvasineutraalin plasman seoksesta (negatiivisesti varautuneiden hiukkasten lukumäärä on suunnilleen yhtä suuri kuin positiivisesti varautuneiden hiukkasten lukumäärä). Ionisaatio tulee merkittäväksi jo 60 km:n korkeudessa ja lisääntyy tasaisesti etäisyyden myötä Maasta.


Harvinaisissa ilmakerroksissa äänen eteneminen on mahdotonta. 60-90 km korkeuteen asti on edelleen mahdollista käyttää ilmanvastusta ja nostovoimaa ohjattuun aerodynaamiseen lentoon. Mutta alkaen 100-130 km korkeudesta, jokaiselle lentäjälle tutut käsitteet M-numerosta ja äänivallistuksesta menettävät merkityksensä, vaikka suurilla lentonopeuksilla aerodynaamista siipeä voidaan silti käyttää siellä.

180-200 km korkeudessa alkaa puhtaasti ballistinen lentopallo, jota voidaan ohjata vain reaktiivisilla voimilla. Jos tällaisen lennon aikana kehittyy keskipakovoima, joka on yhtä suuri kuin painovoima tietyllä korkeudella, ilma-aluksesta tulee maan keinotekoinen satelliitti.

Yli 100 km korkeudessa ilmakehältä puuttuu myös toinen merkittävä ominaisuus - kyky absorboida, johtaa ja siirtää lämpöenergiaa konvektiolla (eli ilman sekoittumisen avulla). Tämä tarkoittaa, että kiertorata-avaruusaseman eri laitteiden, laitteiden osia ei voida jäähdyttää ulkopuolelta, kuten lentokoneessa yleensä tehdään - ilmasuihkujen ja ilmapatterien avulla. Tällaisella korkeudella, kuten avaruudessa yleensä, ainoa tapa siirtää lämpöä on säteily.

Vapaiden elektronien läsnäolo ilmakehän ylemmissä kerroksissa vaikuttaa sen sähkömagneettisiin ominaisuuksiin. Ensi silmäyksellä saattaa vaikuttaa siltä, ​​että vapaiden elektronien läsnäolo antaa ilmakehään johtimen ominaisuudet, aivan kuten metallissa vapaasti liikkuvat elektronit määräävät sen johtavuuden. Mutta tämä ei tietenkään ole niin: metallissa elektronit liikkuvat kidehilan ympäristössä, kun taas ionisoidussa kaasussa ne, tehden kaoottista lämpöliikettä, altistuvat aallon ulkoiselle sähkökentälle. Tässä tapauksessa jokaista elektronia voidaan pitää vapaana kappaleena, joka sijaitsee avaruudessa, jolla on vastaava massa ja sähkövaraus.

Elektronivirta ei kuitenkaan ole johtavuusvirtaa, kuten voisi luulla. Matalataajuiset (alle 0) radioaallot eivät voi levitä ionisoidussa kaasussa ollenkaan. Ionosfääri on heille läpäisemätön. Saavutettuaan ionosfäärin alueelle, jossa tietty indikaattori katoaa, radioaallot heijastuvat siitä.

Tällä hetkellä on havaittu, että joillakin maapallon alueilla on melko vakaita alueita, joilla on pieni elektronitiheys, esiintyy säännöllisiä "ionosfäärituulia", syntyy omituisia aaltoprosesseja, jotka kuljettavat paikallisia ionosfäärihäiriöitä tuhansien kilometrien päähän niiden paikasta. jännitystä ja paljon muuta.

Kuitenkin mitä pidemmälle tiedemiehet edistyvät ionosfäärin tutkimuksessa, sitä enemmän kysymyksiä herää. Erityisesti paljon tutkimatonta polaarisen ionosfäärin käyttäytymisen ja ominaisuuksien alalla. Esimerkiksi ionisaatiolähteitä napayön aikana ei täysin ymmärretä, varautuneiden hiukkasten siirtymisen mekanismeja näille alueille ei ymmärretä hyvin, ja polaarisen ionosfäärin reaktio auringon aktiivisuuden ja aurinkotuulen häiriöihin on selvitettävä. opiskellut.

Eksosfääri

Tämä termosfäärin ulompi osa on sirontavyöhyke, joka sijaitsee yli 800 km:n korkeudella. Eksosfäärissä oleva kaasu on erittäin harvinaista, ja siksi sen hiukkaset vuotavat planeettojen väliseen tilaan (häviö).

Ilmakehän rooli maapallon elämässä

Ilmakehä on ihmisten hengittämän hapen lähde. Kuitenkin noustessa korkeuteen ilmakehän kokonaispaine laskee, mikä johtaa hapen osittaisen paineen laskuun.

Ihmisen keuhkoissa on noin kolme litraa alveolaarista ilmaa. Jos ilmanpaine on normaali, alveolaarisen ilman hapen osapaine on 11 mm Hg. Art., hiilidioksidin paine - 40 mm Hg. Art., ja vesihöyry - 47 mm Hg. Taide. Korkeuden noustessa hapen paine laskee, ja vesihöyryn ja hiilidioksidin paine keuhkoissa pysyy kokonaisuudessaan vakiona - noin 87 mm Hg. Taide. Kun ilmanpaine on yhtä suuri kuin tämä arvo, happi lakkaa virtaamasta keuhkoihin.

Ilmanpaineen laskun vuoksi 20 km:n korkeudessa vesi ja ruumiinväliset nesteet kiehuvat ihmiskehossa. Jos et käytä paineistettua hyttiä, tällaisella korkeudella ihminen kuolee melkein välittömästi. Siksi ihmiskehon fysiologisten ominaisuuksien kannalta "avaruus" on peräisin 20 km:n korkeudelta merenpinnan yläpuolella.

Ilmakehän rooli maapallon elämässä on erittäin suuri. Joten esimerkiksi tiheiden ilmakerrosten - troposfäärin ja stratosfäärin - ansiosta ihmiset ovat suojassa säteilyaltistumiselta. Avaruudessa, harvinaisessa ilmassa, yli 36 km:n korkeudessa, ionisoiva säteily vaikuttaa. Yli 40 km korkeudessa - ultravioletti.

Noustessa maanpinnan yläpuolelle yli 90-100 km:n korkeuteen tapahtuu asteittainen heikkeneminen ja sitten ihmisille tuttujen ilmiöiden täydellinen katoaminen ilmakehän alemmassa kerroksessa:

Ääni ei leviä.

Ei ole aerodynaamista voimaa ja vastusta.

Lämpöä ei siirretä konvektiolla jne.

Ilmakehän kerros suojaa maapalloa ja kaikkia eläviä organismeja kosmiselta säteilyltä, meteoriiteilta, on vastuussa kausittaisten lämpötilanvaihteluiden säätelystä, päivittäisten lämpötilavaihteluiden tasapainottamisesta ja tasoittamisesta. Ilman ilmakehää maapallolla päivittäinen lämpötila vaihtelisi +/-200 asteen sisällä. Ilmakehän kerros on elämää antava "puskuri" maan pinnan ja ulkoavaruuden välillä, kosteuden ja lämmön kantaja; ilmakehässä tapahtuu fotosynteesi- ja energianvaihtoprosesseja - tärkeimpiä biosfäärin prosesseja.

Ilmakehän kerrokset järjestyksessä maan pinnasta

Ilmakehä on kerrosrakenne, joka on seuraavat ilmakehän kerrokset järjestyksessä maan pinnasta:

Troposfääri.

Stratosfääri.

Mesosfääri.

Termosfääri.

Eksosfääri

Jokaisen kerroksen välillä ei ole teräviä rajoja, ja niiden korkeuteen vaikuttavat leveysaste ja vuodenajat. Tämä kerrosrakenne muodostui eri korkeuksilla tapahtuneiden lämpötilamuutosten seurauksena. Ilmapiirin ansiosta näemme tuikkivia tähtiä.

Maan ilmakehän rakenne kerroksittain:

Mistä maapallon ilmakehä on tehty?

Jokainen ilmakehän kerros eroaa lämpötilaltaan, tiheydeltä ja koostumukseltaan. Ilmakehän kokonaispaksuus on 1,5-2,0 tuhatta km. Mistä maapallon ilmakehä on tehty? Tällä hetkellä se on kaasujen seos erilaisten epäpuhtauksien kanssa.

Troposfääri

Maan ilmakehän rakenne alkaa troposfääristä, joka on noin 10-15 km korkea ilmakehän alaosa. Tänne on keskittynyt suurin osa ilmakehän ilmasta. Troposfäärille tyypillinen piirre on 0,6 ˚C:n lämpötilan lasku, kun nouset ylös 100 metrin välein. Troposfääri on koonnut itsessään lähes kaiken ilmakehän vesihöyryn ja täällä muodostuu myös pilviä.

Troposfäärin korkeus vaihtelee päivittäin. Lisäksi sen keskiarvo vaihtelee leveysasteesta ja vuodenajasta riippuen. Troposfäärin keskimääräinen korkeus napojen yläpuolella on 9 km, päiväntasaajan yläpuolella - noin 17 km. Vuoden keskilämpötila päiväntasaajalla on lähellä +26 ˚C ja pohjoisnavalla -23 ˚C. Troposfäärin rajan yläviiva päiväntasaajan yläpuolella on vuoden keskilämpötila noin -70 ˚C ja pohjoisnavan yläpuolella kesällä -45 ˚C ja talvella -65 ˚C. Eli mitä korkeampi korkeus, sitä alhaisempi lämpötila. Auringon säteet kulkevat vapaasti troposfäärin läpi lämmittäen maan pintaa. Auringon säteilemän lämmön pidättävät hiilidioksidi, metaani ja vesihöyry.

Stratosfääri

Troposfäärikerroksen yläpuolella on stratosfääri, joka on 50-55 km korkea. Tämän kerroksen erikoisuus on lämpötilan nousu korkeuden myötä. Troposfäärin ja stratosfäärin välissä on siirtymäkerros, jota kutsutaan tropopausiksi.

Noin 25 kilometrin korkeudelta stratosfäärikerroksen lämpötila alkaa nousta ja saavuttaessaan 50 km:n maksimikorkeuden se saa arvot +10 - +30 ˚C.

Stratosfäärissä on hyvin vähän vesihöyryä. Joskus noin 25 kilometrin korkeudessa voi löytää melko ohuita pilviä, joita kutsutaan "helmiäisiksi". Päivällä ne eivät ole havaittavissa, mutta yöllä ne hehkuvat auringonvalon vuoksi, joka on horisontin alapuolella. Helmiäispilvien koostumus on alijäähtynyttä vesipisaroita. Stratosfääri koostuu pääosin otsonista.

Mesosfääri

Mesosfäärikerroksen korkeus on noin 80 km. Täällä sen noustessa ylöspäin lämpötila laskee ja ylimmällä rajalla saavuttaa useita kymmeniä C˚ nollan alapuolella. Mesosfäärissä voidaan havaita myös pilviä, jotka oletettavasti muodostuvat jääkiteistä. Näitä pilviä kutsutaan "hopeaisiksi". Mesosfäärille on ominaista ilmakehän kylmin lämpötila: -2 - -138 ˚C.

Termosfääri

Tämä ilmakehän kerros sai nimensä korkeiden lämpötilojen vuoksi. Termosfääri koostuu:

Ionosfääri.

eksosfäärit.

Ionosfäärille on ominaista harvinainen ilma, jonka jokainen senttimetri 300 km:n korkeudessa koostuu 1 miljardista atomista ja molekyylistä ja 600 km:n korkeudessa yli 100 miljoonasta.

Ionosfäärille on ominaista myös korkea ilman ionisaatio. Nämä ionit koostuvat varautuneista happiatomeista, varautuneista typpiatomien molekyyleistä ja vapaista elektroneista.

Eksosfääri

800-1000 km:n korkeudesta alkaa eksosfäärikerros. Kaasupartikkelit, erityisesti kevyet, liikkuvat täällä suurella nopeudella, voittamalla painovoiman. Tällaiset hiukkaset lentävät nopean liikkeensä vuoksi ilmakehästä ulkoavaruuteen ja hajaantuvat. Siksi eksosfääriä kutsutaan sirontapalloksi. Avaruuteen lentävät pääasiassa vetyatomit, jotka muodostavat eksosfäärin korkeimmat kerrokset. Yläilmakehän hiukkasten ja aurinkotuulen hiukkasten ansiosta voimme tarkkailla revontulia.

Satelliitit ja geofysikaaliset raketit mahdollistivat planeetan säteilyvyön läsnäolon yläilmakehässä, joka koostuu sähköisesti varautuneista hiukkasista - elektroneista ja protoneista.