האטמוספירה היא מה שמאפשר את החיים על פני כדור הארץ. אנו מקבלים את המידע והעובדות הראשונות על האווירה בבית הספר היסודי. בתיכון, אנו מכירים יותר את המושג הזה בשיעורי גיאוגרפיה.

מושג האטמוספירה של כדור הארץ

לא רק לכדור הארץ, אלא גם לגופים שמימיים אחרים יש אטמוספירה. זהו השם שניתן למעטפת הגזים המקיפה את כוכבי הלכת. הרכב שכבת הגז הזו משתנה באופן משמעותי בין כוכבי לכת. בואו נסתכל על המידע הבסיסי והעובדות על אוויר הנקרא אחרת.

המרכיב החשוב ביותר שלו הוא חמצן. יש אנשים שחושבים בטעות שהאטמוספירה של כדור הארץ מורכבת כולה מחמצן, אבל למעשה, האוויר הוא תערובת של גזים. הוא מכיל 78% חנקן ו-21% חמצן. האחוז הנותר כולל אוזון, ארגון, פחמן דו חמצני ואדי מים. למרות שאחוז הגזים הללו קטן, הם ממלאים תפקיד חשוב - הם סופגים חלק ניכר מאנרגיית קרינת השמש, ובכך מונעים מהאור להפוך את כל החיים על הפלנטה שלנו לאפר. תכונות האטמוספירה משתנות בהתאם לגובה. לדוגמה, בגובה של 65 ק"מ, חנקן הוא 86% וחמצן הוא 19%.

הרכב האטמוספירה של כדור הארץ

• פחמן דו חמצניהכרחי להזנת צמחים. הוא מופיע באטמוספירה כתוצאה מתהליך הנשימה של אורגניזמים חיים, ריקבון ושריפה. היעדרו באטמוספירה יהפוך את קיומם של צמחים לבלתי אפשריים.
• חַמצָן- מרכיב חיוני באטמוספירה עבור בני אדם. נוכחותו היא תנאי לקיומם של כל היצורים החיים. הוא מהווה כ-20% מהנפח הכולל של גזים אטמוספריים.
• אוֹזוֹןהוא בולם טבעי של קרינת שמש אולטרה סגולה, אשר יש לו השפעה מזיקה על אורגניזמים חיים. רובו יוצר שכבה נפרדת של האטמוספירה - מסך האוזון. לאחרונה, הפעילות האנושית הובילה לכך שהוא מתחיל להתמוטט בהדרגה, אך מכיוון שיש לה חשיבות רבה, מתבצעת עבודה אקטיבית לשימורו ושיקומו.
• אדי מיםקובע את לחות האוויר. התוכן שלו עשוי להשתנות בהתאם לגורמים שונים: טמפרטורת אוויר, מיקום טריטוריאלי, עונה. בטמפרטורות נמוכות יש מעט מאוד אדי מים באוויר, אולי פחות מאחוז אחד, ובטמפרטורות גבוהות הכמות שלו מגיעה ל-4%.
• בנוסף לכל האמור לעיל, הרכב האטמוספירה של כדור הארץ מכיל תמיד אחוז מסוים זיהומים מוצקים ונוזלים. אלה הם פיח, אפר, מלח ים, אבק, טיפות מים, מיקרואורגניזמים. הם יכולים להיכנס לאוויר באופן טבעי ואנתרופוגני.

שכבות של האווירה

הטמפרטורה, הצפיפות והרכב האיכות של האוויר אינם זהים בגבהים שונים. בשל כך, נהוג להבחין בשכבות שונות של האטמוספירה. לכל אחד מהם מאפיינים משלו. בואו לגלות באילו שכבות של האטמוספירה נבדלים:

• הטרופוספירה - שכבה זו של האטמוספירה היא הקרובה ביותר לפני השטח של כדור הארץ. גובהו 8-10 ק"מ מעל הקטבים ו-16-18 ק"מ באזורים הטרופיים. 90% מכל אדי המים באטמוספרה נמצאים כאן, כך שמתרחשת היווצרות עננים פעילים. גם בשכבה זו נצפים תהליכים כמו תנועת אוויר (רוח), מערבולות והסעה. הטמפרטורות נעות בין +45 מעלות בצהריים בעונה החמה באזורים הטרופיים ועד -65 מעלות בקטבים.
• הסטרטוספירה היא השכבה השנייה הרחוקה ביותר של האטמוספירה. ממוקם בגובה של 11 עד 50 ק"מ. בשכבה התחתונה של הסטרטוספירה הטמפרטורה מתרחקת מכדור הארץ היא בקירוב ל-1˚С. אזור זה נקרא היפוך והוא הגבול של הסטרטוספירה והמזוספרה.
• המזוספרה ממוקמת בגובה של 50 עד 90 ק"מ. הטמפרטורה בגבולו התחתון היא בערך 0, בחלק העליון היא מגיעה ל-80...-90 ˚С. מטאוריטים הנכנסים לאטמוספירה של כדור הארץ נשרפים לחלוטין במזוספרה, וגורמים לזוהר אוויר להתרחש כאן.
• עובי התרמוספירה הוא כ-700 ק"מ. הזוהר הצפוני מופיע בשכבה זו של האטמוספירה. הם מופיעים עקב השפעת הקרינה הקוסמית והקרינה הנובעת מהשמש.
• האקסוספירה היא אזור של פיזור אוויר. כאן ריכוז הגזים קטן והם בורחים בהדרגה לחלל הבין-פלנטרי.

הגבול בין האטמוספרה של כדור הארץ לחלל החיצון נחשב ל-100 ק"מ. קו זה נקרא קו קרמן.

לחץ אטמוספרי

כאשר מקשיבים לתחזית מזג האוויר, אנו שומעים לעתים קרובות קריאות לחץ ברומטרי. אבל מה המשמעות של לחץ אטמוספרי, וכיצד הוא יכול להשפיע עלינו?

הבנו שאוויר מורכב מגזים וזיהומים. לכל אחד מהרכיבים הללו משקל משלו, מה שאומר שהאטמוספירה אינה חסרת משקל, כפי שהאמינו עד המאה ה-17. לחץ אטמוספרי הוא הכוח שבו כל שכבות האטמוספירה לוחצות על פני כדור הארץ ועל כל העצמים.

מדענים ביצעו חישובים מורכבים והוכיחו שהאטמוספרה לוחצת בכוח של 10,333 ק"ג למ"ר שטח. המשמעות היא שגוף האדם נתון ללחץ אוויר, שמשקלו הוא 12-15 טון. למה אנחנו לא מרגישים את זה? הלחץ הפנימי שלנו הוא שמציל אותנו, שמאזן את החיצוני. אתה יכול להרגיש את הלחץ של האטמוספירה בזמן על מטוס או גבוה בהרים, שכן הלחץ האטמוספרי בגובה הוא הרבה פחות. במקרה זה, אי נוחות פיזית, אוזניים חסומות וסחרחורת אפשריים.

אפשר לומר הרבה על האווירה שמסביב. אנו יודעים עליה הרבה עובדות מעניינות, וחלקן עשויות להיראות מפתיעות:

• משקל האטמוספירה של כדור הארץ הוא 5,300,000,000,000,000 טון.
• זה מקדם העברת קול. בגובה של יותר מ-100 ק"מ, נכס זה נעלם עקב שינויים בהרכב האטמוספירה.
• תנועת האטמוספרה מעוררת על ידי חימום לא אחיד של פני כדור הארץ.
• מדחום משמש לקביעת טמפרטורת האוויר, וברומטר משמש לקביעת לחץ האטמוספירה.
• נוכחותה של אטמוספירה מצילה את כוכב הלכת שלנו מ-100 טון של מטאוריטים מדי יום.
• הרכב האוויר היה קבוע במשך כמה מאות מיליוני שנים, אך החל להשתנות עם תחילתה של פעילות תעשייתית מהירה.
• מאמינים שהאטמוספירה מתארכת כלפי מעלה לגובה של 3000 ק"מ.

חשיבותה של האווירה לבני אדם

האזור הפיזיולוגי של האטמוספירה הוא 5 ק"מ. בגובה של 5000 מ' מעל פני הים, אדם מתחיל לחוות רעב בחמצן, המתבטא בירידה בביצועיו ובהדרדרות ברווחתו. זה מראה שאדם לא יכול לשרוד במרחב שבו אין את התערובת המדהימה הזו של גזים.

כל המידע והעובדות על האווירה רק מאשרים את חשיבותה עבור אנשים. הודות לנוכחותו, ניתן היה לפתח חיים על פני כדור הארץ. כבר היום, לאחר שהערכנו את היקף הנזק שהאנושות מסוגלת לגרום באמצעות פעולותיה לאוויר המעניק חיים, עלינו לחשוב על צעדים נוספים לשימור ושיקום האטמוספרה.

יוטיוב אנציקלופדית

1 / 5

✪ ספינת החלל כדור הארץ (פרק 14) - אטמוספירה

✪ מדוע האווירה לא נמשכה לוואקום של החלל?

✪ כניסת החללית Soyuz TMA-8 לאטמוספירה של כדור הארץ

✪ מבנה אטמוספירה, משמעות, לימוד

✪ O. S. Ugolnikov "אטמוספירה עליונה. מפגש של כדור הארץ והחלל"

כתוביות

גבול אטמוספרי

האטמוספירה נחשבת לאזור מסביב לכדור הארץ שבו המדיום הגזי מסתובב יחד עם כדור הארץ כמכלול אחד. האטמוספירה עוברת לחלל הבין-פלנטרי בהדרגה, באקסוספירה, החל מגובה של 500-1000 ק"מ מפני כדור הארץ.

על פי ההגדרה שמציעה הפדרציה הבינלאומית לתעופה, גבול האטמוספירה והמרחב נמשך לאורך קו קרמן, הנמצא בגובה של כ-100 ק"מ, שמעליו טיסות תעופה הופכות לבלתי אפשריות לחלוטין. נאס"א משתמשת בסימון 122 קילומטרים (400,000 רגל) כמגבלה האטמוספרית, שם המעבורות עוברות מתמרון ממונע לתמרון אווירודינמי.

תכונות פיזיקליות

בנוסף לגזים המצוינים בטבלה, האטמוספירה מכילה Cl 2, SO 2, NH 3, CO, O 3, NO 2, פחמימנים, HCl, HBr, אדים, I 2, Br 2, כמו גם גזים רבים אחרים בכמויות קטנות. הטרופוספירה מכילה כל הזמן כמות גדולה של חלקיקים מוצקים ונוזליים מרחפים (אירוסול). הגז הנדיר ביותר באטמוספירה של כדור הארץ הוא ראדון (Rn).

מבנה האווירה

שכבת גבול אטמוספרי

השכבה התחתונה של הטרופוספירה (עובי 1-2 ק"מ), שבה המצב והמאפיינים של פני כדור הארץ משפיעים ישירות על הדינמיקה של האטמוספירה.

הטרופוספירה

הגבול העליון שלו הוא בגובה של 8-10 ק"מ בקוטב, 10-12 ק"מ בממוזג ו-16-18 ק"מ בקווי רוחב טרופיים; נמוך יותר בחורף מאשר בקיץ.
השכבה התחתונה והעיקרית של האטמוספירה מכילה יותר מ-80% מהמסה הכוללת של האוויר האטמוספרי וכ-90% מכל אדי המים הקיימים באטמוספירה. מערבולות והסעה מפותחות מאוד בטרופוספירה, עננים מתעוררים ומתפתחים ציקלונים ואנטיציקלונים. הטמפרטורה יורדת עם העלייה בגובה עם שיפוע אנכי ממוצע של 0.65°/100 מטר.

טרופופוזה

שכבת המעבר מהטרופוספירה לסטרטוספירה, שכבת האטמוספירה בה נפסקת הירידה בטמפרטורה עם הגובה.

סטרטוספירה

שכבה של האטמוספירה הנמצאת בגובה של 11 עד 50 ק"מ. מאופיין בשינוי קל בטמפרטורה בשכבת 11-25 ק"מ (השכבה התחתונה של הסטרטוספירה) ועלייה בטמפרטורה בשכבת 25-40 ק"מ מ-56.5 ל-0.8 מעלות (שכבה עליונה של הסטרטוספירה או אזור היפוך) . לאחר שהגיעה לערך של כ-273 K (כמעט 0 מעלות צלזיוס) בגובה של כ-40 ק"מ, הטמפרטורה נשארת קבועה עד לגובה של כ-55 ק"מ. אזור זה של טמפרטורה קבועה נקרא סטרטופוזה והוא הגבול בין הסטרטוספירה למזוספרה.

סטרטופוזה

שכבת הגבול של האטמוספירה בין הסטרטוספירה למזוספרה. בחלוקת הטמפרטורה האנכית יש מקסימום (כ-0 מעלות צלזיוס).

מזוספרה

תרמוספירה

הגבול העליון הוא כ-800 ק"מ. הטמפרטורה עולה לגבהים של 200-300 ק"מ, שם היא מגיעה לערכים בסדר גודל של 1500 K, ולאחר מכן היא נשארת כמעט קבועה לגבהים גבוהים. בהשפעת קרינת השמש וקרינה קוסמית, מתרחשת יינון האוויר ("האורות") - האזורים העיקריים של היונוספירה נמצאים בתוך התרמוספירה. בגבהים מעל 300 ק"מ, החמצן האטומי שולט. הגבול העליון של התרמוספירה נקבע במידה רבה על ידי הפעילות הנוכחית של השמש. בתקופות של פעילות נמוכה - למשל בשנים 2008-2009 - ניכרת ירידה בגודלה של שכבה זו.

תרמופאוזה

אזור האטמוספירה הסמוך מעל התרמוספירה. באזור זה, קליטת קרינת השמש זניחה והטמפרטורה לא משתנה למעשה עם הגובה.

אקסוספירה (כדור פיזור)

עד לגובה של 100 ק"מ, האטמוספרה היא תערובת הומוגנית ומעורבת היטב של גזים. בשכבות גבוהות יותר, התפלגות הגזים לפי גובה תלויה במסה המולקולרית שלהם ריכוז הגזים הכבדים יורד מהר יותר עם המרחק מפני כדור הארץ. עקב הירידה בצפיפות הגזים, הטמפרטורה יורדת מ-0 מעלות צלזיוס בסטרטוספירה ל-110 מעלות צלזיוס במזוספרה. עם זאת, האנרגיה הקינטית של חלקיקים בודדים בגבהים של 200-250 ק"מ מתאימה לטמפרטורה של ~150 מעלות צלזיוס. מעל 200 ק"מ נצפות תנודות משמעותיות בטמפרטורה ובצפיפות הגז בזמן ובמרחב.

בגובה של כ-2000-3500 ק"מ, האקסוספירה הופכת בהדרגה למה שנקרא ליד ואקום חלל, אשר מלא בחלקיקים נדירים של גז בין-פלנטרי, בעיקר אטומי מימן. אבל הגז הזה מייצג רק חלק מהחומר הבין-פלנטרי. החלק השני מורכב מחלקיקי אבק ממקור שביט ומטאורי. בנוסף לחלקיקי אבק נדירים במיוחד, קרינה אלקטרומגנטית וגופית ממקור שמש וגלקטי חודרת לחלל זה.

סְקִירָה

הטרופוספירה מהווה כ-80% ממסת האטמוספירה, הסטרטוספירה - כ-20%; המסה של המזוספרה היא לא יותר מ-0.3%, התרמוספירה היא פחות מ-0.05% מהמסה הכוללת של האטמוספירה.

בהתבסס על תכונות חשמליות באטמוספרה, הם מבחינים נויטרוספירהו יונוספירה .

בהתאם להרכב הגז באטמוספרה, הם פולטים הומוספירהו הטרוספירה. הטרוספירה- זהו האזור שבו כוח הכבידה משפיע על הפרדת הגזים, שכן ערבובם בגובה כזה הוא זניח. זה מרמז על הרכב משתנה של ההטרוספירה. מתחתיו נמצא חלק מעורב היטב, הומוגני של האטמוספירה, הנקרא הומוספירה. הגבול בין השכבות הללו נקרא טורבופאוזה, הוא נמצא בגובה של כ-120 ק"מ.

תכונות אחרות של האטמוספירה והשפעות על גוף האדם

כבר בגובה של 5 ק"מ מעל פני הים, אדם לא מאומן מתחיל לחוות רעב חמצן וללא הסתגלות, הביצועים של האדם מופחתים באופן משמעותי. האזור הפיזיולוגי של האטמוספירה מסתיים כאן. נשימה אנושית הופכת בלתי אפשרית בגובה של 9 ק"מ, אם כי עד כ-115 ק"מ האטמוספירה מכילה חמצן.

האטמוספרה מספקת לנו את החמצן הדרוש לנשימה. אולם עקב הירידה בלחץ הכולל של האטמוספירה, ככל שעולה לגובה, הלחץ החלקי של החמצן יורד בהתאם.

היסטוריה של היווצרות האטמוספירה

לפי התיאוריה הנפוצה ביותר, לאטמוספירה של כדור הארץ היו שלושה הרכבים שונים לאורך ההיסטוריה שלה. בתחילה, הוא היה מורכב מגזים קלים (מימן והליום) שנלכדו מהחלל הבין-פלנטרי. זה מה שנקרא אווירה ראשונית. בשלב הבא, פעילות וולקנית פעילה הובילה לרוויה של האטמוספירה בגזים שאינם מימן (פחמן דו חמצני, אמוניה, אדי מים). כך הוא נוצר אווירה משנית. האווירה הזו הייתה משקמת. יתר על כן, תהליך היווצרות האטמוספירה נקבע על ידי הגורמים הבאים:

• דליפה של גזים קלים (מימן והליום) לחלל הבין-פלנטרי;
• תגובות כימיות המתרחשות באטמוספירה בהשפעת קרינה אולטרה סגולה, פריקות ברק ועוד כמה גורמים.

בהדרגה גורמים אלו הובילו להיווצרות אווירה שלישונית, מאופיין בתכולה נמוכה בהרבה של מימן ובתכולה גבוהה בהרבה של חנקן ופחמן דו חמצני (הנוצר כתוצאה מתגובות כימיות מאמוניה ופחמימנים).

חַנקָן

היווצרות כמות גדולה של חנקן N2 נובעת מחמצון אטמוספירת האמוניה-מימן על ידי חמצן מולקולרי O2, שהחל להגיע מפני השטח של כדור הארץ כתוצאה מפוטוסינתזה, החל לפני 3 מיליארד שנים. חנקן N2 משתחרר לאטמוספירה גם כתוצאה מדניטריפיקציה של חנקות ותרכובות אחרות המכילות חנקן. חנקן מתחמצן על ידי אוזון ל-NO באטמוספרה העליונה.

חנקן N 2 מגיב רק בתנאים ספציפיים (לדוגמה, במהלך פריקת ברק). החמצון של חנקן מולקולרי על ידי אוזון במהלך פריקות חשמליות משמש בכמויות קטנות בייצור תעשייתי של דשני חנקן. ציאנובקטריה (אצה כחולה-ירוקה) וחיידקי גושים, היוצרים סימביוזה rhizobial עם צמחי קטניות, שיכולים להיות זבל ירוק יעיל - צמחים שאינם מתכלים, אלא מעשירים את האדמה בדשנים טבעיים, יכולים לחמצן אותה בצריכת אנרגיה נמוכה ולהמירה לצורה פעילה ביולוגית.

חַמצָן

הרכב האטמוספירה החל להשתנות באופן קיצוני עם הופעת אורגניזמים חיים על פני כדור הארץ כתוצאה מפוטוסינתזה, המלווה בשחרור חמצן ובספיגה של פחמן דו חמצני. בתחילה, חמצן הושקע על חמצון של תרכובות מופחתות - אמוניה, פחמימנים, צורת ברזל הכלול באוקיינוסים ואחרים. בסוף שלב זה, תכולת החמצן באטמוספרה החלה לעלות. בהדרגה נוצרה אווירה מודרנית בעלת תכונות מחמצנות. מכיוון שהדבר גרם לשינויים רציניים וחטומים בתהליכים רבים המתרחשים באטמוספרה, בליתוספירה ובביוספרה, אירוע זה כונה קטסטרופה של חמצן.

גזים אצילים

זיהום אוויר

לאחרונה, בני האדם החלו להשפיע על התפתחות האטמוספירה. התוצאה של הפעילות האנושית הייתה עלייה מתמדת בתכולת הפחמן הדו-חמצני באטמוספרה עקב שריפה של דלקים פחמימנים שהצטברו בתקופות גיאולוגיות קודמות. כמויות עצומות של CO 2 נצרכות במהלך הפוטוסינתזה ונספגות באוקיינוסים בעולם. גז זה נכנס לאטמוספירה עקב פירוק סלעי קרבונט וחומרים אורגניים ממקור צמחי ובעלי חיים, וכן עקב געשיות ופעילות תעשייתית אנושית. במהלך 100 השנים האחרונות, תכולת ה-CO 2 באטמוספרה גדלה ב-10%, כאשר החלק הארי (360 מיליארד טון) מגיע משריפת דלק. אם קצב הגידול של שריפת הדלק יימשך, אז ב-200-300 השנים הבאות כמות ה-CO 2 באטמוספירה תוכפל ועלולה להוביל לשינויי אקלים עולמיים.

שריפת דלק היא המקור העיקרי לגזים מזהמים (CO, SO2). דו תחמוצת הגופרית מתחמצנת על ידי חמצן אטמוספרי ל-SO 3, ותחמוצת חנקן ל-NO 2 בשכבות העליונות של האטמוספירה, אשר בתורן מקיימות אינטראקציה עם אדי מים, והחומצה הגופרתית H 2 SO 4 והחומצה החנקתית HNO 3 נופלות פני כדור הארץ בצורה מה שנקרא גשם חומצי. נוֹהָג

אוויר אטמוספרי מורכב מחנקן (77.99%), חמצן (21%), גזים אינרטיים (1%) ופחמן דו חמצני (0.01%). חלקו של פחמן דו חמצני גדל עם הזמן בשל העובדה שמוצרי בעירה של דלק משתחררים לאטמוספירה, ובנוסף, שטח היערות שסופגים פחמן דו חמצני ומשחרר חמצן פוחת.

ישנה גם כמות קטנה של אוזון באטמוספרה, המרוכזת בגובה של כ-25-30 ק"מ ויוצרת את מה שנקרא שכבת האוזון. שכבה זו יוצרת מחסום לקרינת השמש האולטרה סגולה, המסוכנת לאורגניזמים החיים על פני כדור הארץ.

בנוסף, האטמוספירה מכילה אדי מים ולכלוכים שונים - חלקיקי אבק, אפר וולקני, פיח וכו'. ריכוז הזיהומים גבוה יותר בקרבת פני כדור הארץ ובאזורים מסוימים: מעל ערים גדולות, מדבריות.

הטרופוספירה- נמוך יותר, הוא מכיל את רוב האוויר ו. גובהה של שכבה זו משתנה: מ-8-10 ק"מ ליד האזורים הטרופיים ועד 16-18 ליד קו המשווה. בטרופוספירה הוא פוחת עם העלייה: ב-6 מעלות צלזיוס לכל קילומטר. מזג האוויר נוצר בטרופוספירה, נוצרות רוחות, משקעים, עננים, ציקלונים ואנטיציקלונים.

השכבה הבאה של האטמוספירה היא הסטרטוספירה. האוויר בו הרבה יותר נדיר, ויש בו הרבה פחות אדי מים. הטמפרטורה בחלק התחתון של הסטרטוספירה היא -60 - -80 מעלות צלזיוס ויורדת עם הגובה הגדל. בסטרטוספירה נמצאת שכבת האוזון. הסטרטוספירה מאופיינת במהירויות רוח גבוהות (עד 80-100 מ' לשנייה).

מזוספרה- השכבה האמצעית של האטמוספירה, השוכנת מעל הסטרטוספירה בגבהים שבין 50 ל-S0-S5 ק"מ. המזוספרה מאופיינת בירידה בטמפרטורה הממוצעת עם גובה מ-0°C בגבול התחתון ל-90°C בגבול העליון. סמוך לגבול העליון של המזוספרה, נצפים עננים ליליים, מוארים בשמש בלילה. לחץ האוויר בגבול העליון של המזוספרה קטן פי 200 מאשר על פני כדור הארץ.

תרמוספירה- ממוקם מעל המזוספרה, בגבהים מ-SO עד 400-500 ק"מ, בו הטמפרטורה תחילה לאט ואז במהירות מתחילה לעלות שוב. הסיבה היא בליעת קרינה אולטרה סגולה מהשמש בגבהים של 150-300 ק"מ. בתרמוספירה הטמפרטורה עולה ברציפות לגובה של כ-400 ק"מ, שם היא מגיעה ל-700 - 1500 מעלות צלזיוס (בהתאם לפעילות השמש). בהשפעת קרינה אולטרה סגולה, רנטגן וקרינה קוסמית, מתרחשת גם יינון אוויר ("האורות"). האזורים העיקריים של היונוספירה נמצאים בתוך התרמוספירה.

אקסוספירה- השכבה החיצונית, הנדירה ביותר של האטמוספירה, היא מתחילה בגבהים של 450-000 ק"מ, וגבולה העליון נמצא במרחק של כמה אלפי ק"מ מפני כדור הארץ, שם ריכוז החלקיקים הופך להיות זהה לזה הבין-פלנטרי. מֶרחָב. האקסוספירה מורכבת מגז מיונן (פלזמה); החלקים התחתונים והאמצעיים של האקסוספירה מורכבים בעיקר מחמצן וחנקן; עם העלייה בגובה, הריכוז היחסי של גזים קלים, במיוחד מימן מיונן, עולה במהירות. הטמפרטורה באקסוספירה היא 1300-3000 מעלות צלזיוס; הוא גדל חלש עם הגובה. חגורות הקרינה של כדור הארץ ממוקמות בעיקר באקסוספירה.

החלל מלא באנרגיה. אנרגיה ממלאת את החלל בצורה לא אחידה.

יש מקומות של ריכוז ושחרור שלו. כך ניתן להעריך את הצפיפות.

כוכב הלכת הוא מערכת מסודרת, עם צפיפות מקסימלית של חומר במרכז וירידה הדרגתית בריכוז לכיוון הפריפריה. כוחות אינטראקציה קובעים את מצב החומר, הצורה שבה הוא קיים. הפיזיקה מתארת ​​את המצב המצטבר של חומרים: מוצק, נוזל, גז וכן הלאה.

לאחר מכן מגיעה הסטרטוספירה. הוא משתרע עד 50 קילומטרים.

בשכבה זו של האטמוספירה הטמפרטורה עולה עם הגובה, מקבלת ערך בנקודה העליונה של כ-0 C. העלייה בטמפרטורה נגרמת מתהליך בליעת קרניים אולטרה סגולות בשכבת האוזון. קרינה גורמת לתגובה כימית.

מולקולות חמצן מתפרקות לאטומים בודדים, שיכולים להשתלב עם מולקולות חמצן רגילות ליצירת אוזון.

קרינה מהשמש עם אורכי גל בין 10 ל-400 ננומטר מסווגת כאולטרה סגול.

ככל שאורך הגל של קרינת ה-UV קצר יותר, כך גדלה הסכנה שהיא מהווה לאורגניזמים חיים.

רק חלק קטן מהקרינה מגיע אל פני כדור הארץ, והוא גם החלק הפחות פעיל בספקטרום שלו.

תכונה זו של הטבע מאפשרת לאדם לקבל שיזוף בריא.

השכבה הבאה של האטמוספירה נקראת מזוספרה. מגבלות מ-50 ק"מ לערך עד 85 ק"מ.

במזוספרה, ריכוז האוזון, שעלול ללכוד אנרגיית UV, נמוך, כך שהטמפרטורה שוב מתחילה לרדת עם הגובה. בנקודת השיא הטמפרטורה יורדת ל-90 C, חלק מהמקורות מצביעים על ערך של -130 C. רוב המטאורואידים נשרפים בשכבה זו של האטמוספירה.

הרכב הגז של האטמוספרה: 78% חנקן, 21% חמצן, כאחוז ארגון, השאר הוא תערובת של גזים המייצגים את השבר הקטן ביותר של הכלל.

האטמוספירה של כדור הארץ היא מעטפת הגז של כוכב הלכת. הגבול התחתון של האטמוספירה עובר סמוך לפני השטח של כדור הארץ (הידרוספרה וקרום כדור הארץ), והגבול העליון הוא האזור במגע עם החלל החיצון (122 ק"מ). האווירה מכילה אלמנטים רבים ושונים. העיקריים שבהם הם: 78% חנקן, 20% חמצן, 1% ארגון, פחמן דו חמצני, ניאון גליום, מימן וכו'. עובדות מעניינות ניתן למצוא בסוף המאמר או בלחיצה על.

לאטמוספירה יש שכבות אוויר מוגדרות בבירור. שכבות האוויר נבדלות זו מזו בטמפרטורה, בהבדל בגזים ובצפיפות שלהם ו. יש לציין כי שכבות הסטרטוספירה והטרופוספירה מגינות על כדור הארץ מפני קרינת השמש. בשכבות הגבוהות יותר, אורגניזם חי יכול לקבל מנה קטלנית של ספקטרום שמש אולטרה סגול. כדי לדלג במהירות לשכבת האווירה הרצויה, לחץ על השכבה המתאימה:

הטרופוספירה והטרופופוזה

הטרופוספירה - טמפרטורה, לחץ, גובה

הגבול העליון הוא כ-8 - 10 ק"מ. בקווי רוחב ממוזגים זה 16 - 18 ק"מ, ובקווי רוחב קוטביים זה 10 - 12 ק"מ. הטרופוספירה- זוהי השכבה העיקרית התחתונה של האטמוספירה. שכבה זו מכילה יותר מ-80% מהמסה הכוללת של אוויר אטמוספרי וקרוב ל-90% מכל אדי המים. בטרופוספירה נוצרות הסעה ומערבולת, ציקלונים נוצרים ומתרחשים. טֶמפֶּרָטוּרָהיורד עם עליית הגובה. שיפוע: 0.65°/100 מ' אדמה ומים מחוממים מחממים את האוויר שמסביב. האוויר המחומם עולה, מתקרר ויוצר עננים. הטמפרטורה בגבולות העליונים של השכבה יכולה להגיע ל-50/70 מעלות צלזיוס.

בשכבה זו מתרחשים שינויים בתנאי מזג האוויר האקלימיים. הגבול התחתון של הטרופוספירה נקרא מפלס הקרקע, מכיוון שיש בו הרבה מיקרואורגניזמים נדיפים ואבק. מהירות הרוח עולה עם הגדלת הגובה בשכבה זו.

טרופופוזה

זוהי שכבת המעבר של הטרופוספירה לסטרטוספירה. כאן התלות של ירידה בטמפרטורה עם הגדלת הגובה נעצרת. טרופופוזה היא הגובה המינימלי שבו שיפוע הטמפרטורה האנכי יורד ל-0.2 מעלות צלזיוס/100 מ' גובה הטרופופוזה תלוי באירועים אקלימיים חזקים כמו ציקלונים. גובה הטרופופוזה יורד מעל ציקלונים, ועולה מעל אנטיציקלונים.

סטרטוספירה וסטרטופוזה

גובה שכבת הסטרטוספירה הוא כ-11 עד 50 ק"מ. יש שינוי קל בטמפרטורה בגובה של 11 - 25 ק"מ. בגובה של 25 - 40 ק"מ הוא נצפה היפוךטמפרטורות, מ-56.5 עליות ל-0.8 מעלות צלזיוס. מ-40 ק"מ עד 55 ק"מ הטמפרטורה נשארת על 0°C. אזור זה נקרא - סטרטופוזה.

בסטרטוספירה נצפית השפעת קרינת השמש על מולקולות הגז שהן מתפרקות לאטומים. אין כמעט אדי מים בשכבה זו. מטוסים מסחריים על-קוליים מודרניים טסים בגבהים של עד 20 ק"מ בשל תנאי טיסה יציבים. בלוני מזג אוויר בגובה רב מתנשאים לגובה של 40 ק"מ. יש כאן זרמי אוויר יציבים, מהירותם מגיעה ל-300 קמ"ש. מרוכז גם בשכבה זו אוֹזוֹן, שכבה הקולטת קרניים אולטרה סגולות.

Mesosphere ו Mesopause - הרכב, תגובות, טמפרטורה

שכבת המזוספרה מתחילה בגובה של כ-50 ק"מ ומסתיימת ב-80 - 90 ק"מ. הטמפרטורות יורדות עם העלייה בגובה, בערך 0.25-0.3 מעלות צלזיוס/100 מ' ההשפעה האנרגטית העיקרית כאן היא חילופי חום קורן. תהליכים פוטוכימיים מורכבים הכוללים רדיקלים חופשיים (יש לו 1 או 2 אלקטרונים לא מזווגים) בגלל הם מיישמים לַהַטאַטמוֹספֵרָה.

כמעט כל המטאורים נשרפים במזוספרה. מדענים קראו לאזור הזה - איגנורוספרה. קשה לחקור את האזור הזה, שכן תעופה אווירודינמית כאן גרועה מאוד בגלל צפיפות האוויר, שהיא פי 1000 פחות מאשר על כדור הארץ. ולשיגור לוויינים מלאכותיים, הצפיפות עדיין גבוהה מאוד. המחקר מתבצע באמצעות רקטות מזג אוויר, אך מדובר בסטיה. מיסופוזהשכבת מעבר בין המזוספרה לתרמוספירה. בעל טמפרטורה של לפחות -90 מעלות צלזיוס.

ליין קרמן

קו כיסנקרא הגבול בין האטמוספירה של כדור הארץ לחלל. לפי פדרציית התעופה הבינלאומית (FAI), גובה הגבול הזה הוא 100 ק"מ. הגדרה זו ניתנה לכבודו של המדען האמריקאי תיאודור פון קרמן. הוא קבע שבגובה זה בערך צפיפות האטמוספירה כל כך נמוכה שתעופה אווירודינמית הופכת כאן לבלתי אפשרית, שכן מהירות המטוס חייבת להיות גדולה יותר מהירות מילוט. בגובה כזה, המושג מחסום קול מאבד את משמעותו. כאן, ניתן לשלוט במטוס רק באמצעות כוחות תגובתיים.

תרמוספירה ותרמופאוזה

הגבול העליון של שכבה זו הוא כ-800 ק"מ. הטמפרטורה עולה לגובה של כ-300 ק"מ שם היא מגיעה לכ-1500 K. מעל הטמפרטורה נשארת ללא שינוי. בשכבה זו מתרחשת זוֹהַר קוֹטבִי- מתרחש כתוצאה מהשפעת קרינת השמש על האוויר. תהליך זה נקרא גם יינון של חמצן אטמוספרי.

בשל נדירות אוויר נמוכה, טיסות מעל קו קרמן אפשריות רק לאורך מסלולים בליסטיים. כל טיסות המסלול המאוישות (למעט טיסות לירח) מתרחשות בשכבה זו של האטמוספירה.

אקסוספירה - צפיפות, טמפרטורה, גובה

גובה האקסוספירה הוא מעל 700 ק"מ. כאן הגז מאוד נדיר, והתהליך מתרחש בִּזבּוּז- דליפה של חלקיקים לחלל הבין-פלנטרי. מהירותם של חלקיקים כאלה יכולה להגיע ל-11.2 ק"מ לשנייה. עלייה בפעילות השמש מביאה להתרחבות של עובי שכבה זו.

• מעטפת הגז אינה עפה לחלל בגלל כוח הכבידה. האוויר מורכב מחלקיקים בעלי מסה משלהם. מחוק הכבידה ניתן להסיק שכל עצם בעל מסה נמשך לכדור הארץ.
• חוק Buys-Ballot קובע שאם אתה נמצא בחצי הכדור הצפוני ועומד עם הגב לרוח, אז יהיה אזור של לחץ גבוה בצד ימין ולחץ נמוך בצד שמאל. בחצי הכדור הדרומי הכל יהיה הפוך.