НОВОСТИ    БИБЛИОТЕКА    ЭНЦИКЛОПЕДИЯ    ССЫЛКИ    КАРТА САЙТА    О САЙТЕ  



На Гавайских островах обнаружены кораллы, способные пережить глобальное потепление

Накануне своего 94-го дня рождения, аквалангист - британец совершил рекордное погружение

У повышения кислотности океанов обнаружились положительные для морских обитателей последствия

Подводный спорт в Балаково скорее мертв, чем жив

Где поплавать с аквалангом в Таиланде и получить максимум удольствия

Подводные города: действие стихии или доисторические цивилизации

В Новороссийске открыли подводный мемориал летчикам сбитого во время войны Ил-2




Гравитационная карта рассказала о геологическом прошлом Антарктиды

Учёные обнаружили «солнечные фильтры» в растениях Антарктиды

Сто тысяч лет назад ледовый покров Арктики не таял при гораздо более теплом климате

В Антарктиде добыты пробы льда возрастом 2,7 миллиона лет

В 52 км от Северного полюса зафиксирован разряд молнии. Это новый рекорд

21 августа 1914 г. Арктику открыли для полетов

В ледниках Антарктиды нашли следы древней солнечной мегавспышки




Народы мира    Растения    Лесоводство    Животные    Птицы    Рыбы    Беспозвоночные   

предыдущая главасодержаниеследующая глава

Новое об атмосфере

X. Погосян

Художник С. Шаров

Метеорология, или физика атмосферы, изучающая воздушную оболочку Земли и протекающие в ней процессы, за последние два-три десятилетия сделала огромный скачок вперед. За этот короткий срок с помощью радиозондов, метеорологических ракет, космических кораблей и искусственных спутников Земли удалось познать об атмосфере новое, уточнить известное.

Воздушная оболочка Земли простирается вверх на много сотен километров. Ее верхнюю границу практически трудно определить: воздух, становясь все более разреженным, переходит в мировое пространство. С высотой существенно меняются состав, давление, температура, плотность, влажность и другие параметры атмосферы.

Оказалось, что до высоты 100—110 км химический состав воздуха остается почти без изменений. В этом слое сухой воздух, без влаги и пыли, состоит более чем на % из азота, примерно на 1/5 из кислорода, затем идут аргон, углекислый газ и совсем в ничтожных количествах — водород, криптон, ксенон» гелий, неон, радон, йод, водяной пар, метан, озон и др. Начиная с 80—100 км, молекулы кислорода под действием ультрафиолетовой радиации Солнца расщепляются на атомы и кислород становится одноатомным (атомарным).

Давление и плотность воздуха с высотой быстро уменьшаются, и, хотя атмосфера простирается вверх на сотни километров, основная масса ее размещается в сравнительно тонком слое, прилегающем к поверхности земли. Например, в слое между поверхностью земли и высотами 5—6 км сосредоточена половина всей массы атмосферы, в слое 0—16 км — около 90%, а в слое 0—30 км — 99%. Что касается температуры воздуха, то она с высотой изменяется неодинаково: на одних высотах понижается, на других повышается. В связи с этим в атмосфере различают несколько вертикальных сфер и переходных слоев (см. график на стр. 373 и таблицу на стр. 374).

Важнейшей особенностью тропосферы является то, что в ней сосредоточено от 70 до 90% массы всей атмосферы и почти весь содержащийся в ней водяной пар. Физические свойства тропосферы в значительной степени определяются влиянием земной поверхности, которая является ее нижней границей. Воздух в тропосфере почти прозрачен, и солнечные лучи почти не оказывают здесь своего теплового воздействия. Нагревается и охлаждается воздух преимущественно от поверхности земли, поэтому от земли до верхней границы тропосферы температура воздуха понижается.

Исследования атмосферы
Исследования атмосферы

Таблица
Таблица

Все изменения погоды на земле обусловливаются процессами, развивающимися в тропосфере. Так как интенсивность движения воздуха определяется контрастами температуры экватор — полюс, то атмосферные процессы зимой протекают более интенсивно, чем летом. В тропосфере в течение всего года характерны западные ветры, которые с высотой обычно, усиливаются и у верхней ее границы достигают ураганной силы. Здесь образуются струйные течения с максимальными скоростями, доходящими порой до 300—400 и более км/час (см. график на стр. 376).

Стратосфера резко отличается от тропосферы. Здесь почти нет водяного пара и не происходит бурного облакообразования. Воздух разрежен: у верхней границы стратосферы его давление составляет менее 0,1% по отношению к приземному давлению. Температура с высотой повышается: от —50, —70° у нижней ее границы до 0—10° тепла у верхней.

До радио- и ракетного зондирования атмосферы предполагали, что это довольно «спокойная» среда и здесь не происходит интенсивного перемешивания воздуха. Но выяснилось, что и для стратосферы характерны сильные ветры со значительными вертикальными движениями воздуха. В высоких широтах происходят большие колебания температуры не только в течение года, но и в короткие промежутки времени. Если зимой на высотах 25—35 км характерна температура —65. —75°, то летом она повышается до —35, —40°. Известно также, что в холодное полугодие в течение нескольких дней температура может повыситься или понизиться на 20—30°.

В стратосфере сосредоточен газ озон (О3) — он здесь образуется под действием ультрафиолетовой радиации Солнца. Вообще озона в атмосфере мало, но он обладает способностью поглощать ультрафиолетовую солнечную радиацию, благодаря чему повышается температура воздуха. Летом, в условиях полярного дня, в высоких широтах в слое озона воздух прогревается, поэтому в полярных областях Земли в этот период образуются область тепла и стратосферный антициклонический вихрь. Зимой, во. время полярной ночи, происходит охлаждение воздуха и в полярных областях Земли возникает область холода и стратосферный циклонический вихрь. Нагревание воздуха летом и охлаждение зимой происходит в стратосфере настолько интенсивно, что резко изменяется характер атмосферной циркуляции на всей Земле. Так, зимой формируется западная циркуляция — преобладают западные ветры над холодным (зимним) полушарием, а восточные ветры — над теплым (летним) полушарием.

Стратосфера интересует человечество не только в целях познания ее природы. Здесь скоро будут пролегать межконтинентальные авиатрассы. Уже современные самолеты поднимаются до высот 25—30 км и более.

В мезосфере, как и в тропосфере, температура с высотой понижается: от 0, + 10° в верхней стратосфере до —70, —90° в верхней мезосфере. На высоте около 80 км, в слое мезопаузы, понижение ее с высотой прекращается, а выше вновь начинается повышение температуры.

Слой термосферы характеризует само его название — «область тепла». Согласно ракетным измерениям, в термосфере на высоте 150 км температура достигает 220—240°, а на уровне 200 км — более 500°. Далее продолжается повышение ее с высотой и, по данным искусственных спутников Земли, в верхней термосфере температура воздуха равна 1500—2000°. Это значит, что атомы газов в разреженной среде движутся с большими скоростями и сталкиваются друг с другом с большой силой.

Наиболее интересной особенностью термосферы является ионизация воздуха. Поэтому термосферу называют также ионосферой, так как этот слой насыщен огромным количеством электрически заряженных частиц — ионов. Этот процесс начинается с высот 60—80 км и прослеживается во всей термосфере, но наиболее интенсивно он происходит в слоях 60—80, 100—120, 180—200 и 300—400 км, которые обозначаются буквами D, Е, F1 и F2 соответственно.

Ионизация газов возникает благодаря мощному воздействию ультрафиолетового и корпускулярного излучений Солнца. При этом электроны отщепляются от нейтральных атомов и молекул воздуха. Потеряв один или несколько электронов, атомы и молекулы становятся положительно заряженными, а свободный электрон снова присоединяется к нейтральному атому и молекуле и наделяет их своим отрицательным зарядом. Положительно и отрицательно заряженные атомы и молекулы — это и есть ионы, а газы, получившие электрический заряд, называются ионизированными. Стратосфера и ионосфера имеют огромное значение для существования всего живого на нашей планете об этом говорилось в статье "Защитный пояс Земли"

атмосфера
атмосфера

Наконец, самый высокий слой атмосферы - экзосфера (внешняя сфера) - пока изучен меньше всего. Предполагается, что температура в экзосфере достигает 2000°. В отличие от нижней ионосферы газы во внешней сфере настолько разрежены, что частицы их, двигаясь с огромными скоростями, мало встречаются друг с другом. Однако по торможению искусственных шутников Земли установлено, что условная верхняя граница атмосферы находится не на высоте 1000 км, как предполагали сравнительно недавно, а гораздо выше. На верхней границе частицы газов достигают таких больших скоростей что они постепенно уходят из действия земного притяжения в межпланетное пространство. Этот процесс медленный и происходит в течение длительного времени.

Представление, что в межпланетном пространстве газы настолько разрежены, что в 1 см3 количество частиц не превышает нескольких единиц, не оправдалось. Согласно новым данным, околоземное пространство заполнено заряженными частицами. Оказалось, что вокруг Земли существуют зоны с повышенным содержанием заряженных частиц, так называемых радиационных зон. Число частиц, как и границы радиационных зон, изменяется в зависимости от солнечной активности. При ее усилении, т. е. когда на Солнце появляются пятна и струи газа, возрастает поток космических частиц и усиливаются зоны радиации.

В наше время атмосфера исследуется с помощью различных способов и технических средств. Метеоракета, запущенная с Земли, устремляется ввысь
В наше время атмосфера исследуется с помощью различных способов и технических средств. Метеоракета, запущенная с Земли, устремляется ввысь

В исследовании высоких слоев атмосферы и околоземного пространства используются данные, получаемые со спутников серии «Космос» и космических станций.

В заключение следует сказать, что атмосферные процессы осуществляются при затрате огромного количества энергии, которое содержится в самой атмосфере. Даже не очень значительные по масштабам атмосферные процессы, например циклоны, связаны с расходом энергии, который превосходит современные энергетические возможности человечества. Своевременный и правильный прогноз погоды, как и меры искусственного воздействия на атмосферные процессы, призваны ослаблять или предотвращать их вредное действие на жизнь и деятельность человека. В этом отношении уже многое сделано различными научными организациями страны, в том числе Гидрометцентром СССР — постоянной «службой погоды», отметившей в этом году 100-летие со времени ее основания.

Ученые постепенно познают самые сложные тайны воздушной оболочки Земли. Это приближает их к решению наиболее важных и вместе с тем наиболее грудных проблем метеорологической науки: прогноза погоды на различные сроки, а также искусственного воздействия на те атмосферные процессы, кото-ные приносят людям стихийные бедствия: ливни, градобития, засухи и т. п.

предыдущая главасодержаниеследующая глава






Племя индейцев-тсачила сохраняет обычаи благодаря туристам

Инициация через самоистязание: Жуткий средневековый пережиток, практикуемый в XXI веке

В 1946 году Кенигсберг был включен в состав СССР

Монголия и Эфиопия обогнали Россию по выживаемости взрослых

Географы создали карты, отражающие изменения поверхности Земли за последние 25 лет

В Европе детей рождённых вне брака больше, чем в браке

Получение высшего образования в США



Конфискованная находка рассказала о социальном поведении овирапторных динозавров

Гигантские наутилоидеи эндоцериды были мирными фильтраторами

Саблезубые тигры оказались сильнее, чем предполагалось ранее

Лежавшие 140 лет на музейной полке окаменелости оказались неизвестным видом древней рептилии

Древнейший моллюск был похож на шипастого слизня

Ученые обнаружили окаменелого проторозавра накануне живорождения

Создана самая точная реконструкция внешнего вида тираннозавра


© GEOMAN.RU, 2001-2021
При использовании материалов проекта обязательна установка активной ссылки:
http://geoman.ru/ 'Физическая география'

Рейтинг@Mail.ru

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной
1500+ квалифицированных специалистов готовы вам помочь