La stratosphère est l'une des couches supérieures de l'enveloppe d'air de notre planète. Il commence à une altitude d'environ 11 km au-dessus du sol. Les avions de passagers ne volent plus ici et les nuages se forment extrêmement rarement. L'ozone est situé dans la stratosphère - une fine coquille qui protège la planète de la pénétration des rayons ultraviolets destructeurs.
Enveloppe d'air de la planète
L'atmosphère est une coquille gazeuse de la Terre, adjacente à la surface interne de l'hydrosphère et à la croûte terrestre. Sa frontière extérieure passe progressivement dans l'espace extra-atmosphérique. La composition de l'atmosphère comprend des gaz : azote, oxygène, argon, dioxyde de carbone, etc., ainsi que des impuretés sous forme de poussière, de gouttelettes d'eau, de cristaux de glace et de produits de combustion. Le rapport des principaux éléments de l'enveloppe d'air est maintenu constant. Les exceptions sont le dioxyde de carbone et l'eau - leur quantité dans l'atmosphère change souvent.
Couches d'enveloppe de gaz
L'atmosphère est divisée en plusieurs couches, situées les unes au-dessus des autres et ayant des caractéristiques dans la composition :
couche limite - directement adjacente à la surface de la planète, s'étendant sur une hauteur de 1 à 2 km;
la troposphère est la deuxième couche, la limite extérieure est située en moyenne à une altitude de 11 km, presque toute la vapeur d'eau de l'atmosphère est concentrée ici, des nuages se forment, des cyclones et des anticyclones apparaissent, à mesure que l'altitude augmente, la température est fournie ;
tropopause - une couche de transition caractérisée par l'arrêt de la baisse de température ;
la stratosphère est une couche qui s'étend jusqu'à 50 km d'altitude et se divise en trois zones : de 11 à 25 km la température varie légèrement, de 25 à 40 - la température monte, de 40 à 50 - la température reste constante (stratopause );
la mésosphère s'étend jusqu'à une altitude de 80-90 km ;
la thermosphère atteint 700-800 km au-dessus du niveau de la mer, ici, à une altitude de 100 km, se trouve la ligne de Karman, qui est considérée comme la frontière entre l'atmosphère terrestre et l'espace;
l'exosphère est aussi appelée zone de diffusion, ici elle perd beaucoup de particules de matière, et elles s'envolent dans l'espace.
Changements de température dans la stratosphère
Ainsi, la stratosphère est la partie de l'enveloppe gazeuse de la planète qui suit la troposphère. Ici, la température de l'air, qui est constante tout au long de la tropopause, commence à changer. La hauteur de la stratosphère est d'environ 40 km. La frontière inférieure est à 11 km au-dessus du niveau de la mer. A partir de cette marque, la température subit de légers changements. A 25 km d'altitude, la vitesse de chauffage commence à augmenter lentement. A la barre des 40 km d'altitude, la température passe de -56,5° à + 0,8°C. De plus, il reste proche de zéro degré jusqu'à une altitude de 50-55 km. La zone entre 40 et 55 kilomètres est appelée la stratopause car la température ne change pas ici. C'est une zone de transition de la stratosphère à la mésosphère.
Caractéristiques de la stratosphère
La stratosphère terrestre contient environ 20% de la masse de l'atmosphère entière. L'air ici est si fin qu'il est impossible pour une personne de rester sans une combinaison spatiale spéciale. Ce fait est l'une des raisons pour lesquelles les vols dans la stratosphère n'ont commencé à être effectués que relativement récemment.
Une autre caractéristique de l'enveloppe gazeuse de la planète à une altitude de 11 à 50 km est une très petite quantité de vapeur d'eau. Pour cette raison, les nuages ne se forment presque jamais dans la stratosphère. Il n'y a tout simplement pas de matériau de construction pour eux. Cependant, on peut rarement observer les nuages dits nacrés, qui "décorent" la stratosphère (la photo est présentée ci-dessous) à une altitude de 20-30 km au dessus du niveau de la mer. Des formations minces, comme si elles brillaient de l'intérieur, peuvent être observées après le coucher du soleil ou avant le lever du soleil. Les nuages nacrés ont une forme similaire à celle des cirrus ou des cirrocumulus.
Couche d'ozone de la terre
La principale caractéristique distinctive de la stratosphère est la concentration maximale d'ozone dans l'ensemble de l'atmosphère. Il se forme sous l'influence de la lumière du soleil et protège toute vie sur la planète de leur rayonnement destructeur. La couche d'ozone de la Terre est située à une altitude de 20 à 25 km au-dessus du niveau de la mer. Les molécules d'O 3 sont réparties dans toute la stratosphère et même près de la surface de la planète, mais à ce niveau leur concentration la plus élevée est observée.
Il convient de noter que la couche d'ozone de la Terre n'est que de 3-4 mm. Ce sera son épaisseur si vous placez les particules de ce gaz dans des conditions de pression normales, par exemple, près de la surface de la planète. L'ozone se forme à la suite de la décomposition d'une molécule d'oxygène en deux atomes sous l'influence du rayonnement ultraviolet. L'un d'eux se combine avec une molécule "pleine" et de l'ozone se forme - O 3.
Défenseur dangereux
Ainsi, la stratosphère est aujourd'hui une couche de l'atmosphère plus explorée qu'au début du siècle dernier. Cependant, l'avenir de la couche d'ozone n'est toujours pas très clair, sans laquelle la vie sur Terre n'aurait pas vu le jour. Alors que les pays réduisent la production de fréon, certains scientifiques disent que cela n'apportera pas beaucoup d'avantages, du moins à un tel rythme, tandis que d'autres disent que ce n'est pas du tout nécessaire, car la majeure partie des substances nocives se forme naturellement. Qui a raison - le temps jugera.
Dictionnaire explicatif de la langue russe. D.N. Ouchakov
stratosphère
stratosphère, pl. non, bien. (du latin stratum-flooring et du grec sphaira-ball). La couche supérieure de l'atmosphère, située au-dessus de la troposphère à une altitude de 11 à 75 km au-dessus du niveau de la mer.
Dictionnaire explicatif de la langue russe. S.I.Ozhegov, N.Yu.Shvedova.
stratosphère
S, g. (spécialiste.). Couche supérieure de l'atmosphère terrestre recouvrant la troposphère.
adj. stratosphérique, th, th.
Nouveau dictionnaire explicatif et dérivatif de la langue russe, T. F. Efremova.
stratosphère
F. Couche de l'atmosphère terrestre située au-dessus de la troposphère (à une altitude de 8-12 à 80 km au-dessus du niveau de la mer).
Dictionnaire encyclopédique, 1998
stratosphère
STRATOSPHERE (du latin stratum - couche et sphère) la couche de l'atmosphère située au-dessus de la troposphère de 8 à 10 km aux hautes latitudes et de 16 à 18 km près de l'équateur à 50 à 55 km. La stratosphère se caractérise par une augmentation de la température avec une altitude de -40°C (-80°C) à des températures proches de 0°C, une faible turbulence, une teneur en vapeur d'eau négligeable, et une teneur en ozone accrue par rapport à la couche inférieure et sus-jacente. couches.
Stratosphère
(du latin stratum - couche et du grec sphaira - sphère), la couche de l'atmosphère entre la troposphère et la mésosphère (de 8-16 km à 45-55 km), la température en C. augmente généralement avec l'altitude. La composition gazeuse de l'air dans S. est similaire à celle de la troposphère, mais dans S. il y a moins de vapeur d'eau et plus d'ozone (O3). La concentration la plus élevée d'O3 se trouve dans la couche de 20 à 30 km. Le régime thermique de S. est principalement déterminé par l'échange de chaleur radiante, et dans une moindre mesure, par les mouvements verticaux et le transport aérien horizontal. Dans l'ensemble, le soufre est proche de l'équilibre radiant, c'est-à-dire que sa température est déterminée par l'égalité de l'énergie absorbée et émise par les molécules H2O, CO2 et O3. Le réchauffement de l'air de S. est principalement causé par l'absorption du rayonnement solaire ultraviolet par l'ozone. Inversement, le rayonnement à grande longueur d'onde des molécules de H2O et de CO2 provoque le refroidissement de l'air. Pour cette raison, aux basses latitudes, où la quantité de H2O et de CO2 est augmentée et où l'O3 est moindre, C. est plus froid qu'aux hautes latitudes. Dans les latitudes tempérées et élevées, la température dans la moitié inférieure du Nord change peu avec l'altitude et augmente au-dessus de celle-ci. Au-dessus de l'équateur et des tropiques dans tout le S., la température augmente avec l'altitude. A la limite inférieure du S., la température varie de ≈40 (≈60 ) dans les latitudes polaires et tempérées à ≈70 ╟С (≈80 С) sous les tropiques. A la frontière supérieure du S., la température moyenne est proche de 0°C. Au nord, des vitesses de vent élevées sont observées, ainsi que des courants-jets. En été, au-dessus de 20-25 km, la direction des vents dominants au nord change d'ouest en est. En hiver, les vents d'ouest soufflent dans tout le nord. Les vitesses maximales du vent sont observées près de la limite supérieure du nord (jusqu'à 80-100 m/sec en hiver et 60-80 m/sec en été). À une altitude de 20-30 km, le soi-disant. nuages nacrés, apparemment constitués de cristaux de glace ou de gouttelettes d'eau en surfusion. Le S. inférieur, à une altitude de 20-25 km, est caractérisé par une teneur accrue en particules d'aérosols, en particulier en particules de sulfate, amenées ici lors des éruptions volcaniques. Ils y persistent plus longtemps que dans la troposphère en raison des faibles échanges turbulents et de l'absence de lessivage des précipitations. Cette couche de soufre en aérosol, augmentant l'albédo atmosphérique, entraîne une certaine diminution de la température de l'air près de la surface de la terre, qui est particulièrement forte après de grandes éruptions volcaniques explosives.
Lit. : Khvostikov I.A., Hautes couches de l'atmosphère, L., 1964, ch. 5, 14, ch. 9, paragraphe 27 ; Logvinov K. T .. Paramètres météorologiques de la stratosphère, L., 1970.
S.M. Schmeter.
Wikipédia
Stratosphère
Stratosphère- la couche de l'atmosphère située à une altitude de 11 à 50 km. Un léger changement de température dans la couche 11-25 km et son augmentation dans la couche 25-40 km de -56,5 C à +0,8 ° C (la couche supérieure de la stratosphère ou la région d'inversion) est caractéristique. Ayant atteint une valeur d'environ 0°C à une altitude d'environ 40 km, la température reste constante jusqu'à une altitude d'environ 55 km. Cette région de température constante s'appelle la stratopause et constitue la frontière entre la stratosphère et la mésosphère. La densité de l'air dans la stratosphère est des dizaines et des centaines de fois inférieure à celle du niveau de la mer.
C'est dans la stratosphère que se situe la couche d'ozonosphère (à une altitude de 15-20 à 55-60 km), qui détermine la limite supérieure de la vie dans la biosphère. L'ozone se forme à la suite de réactions photochimiques plus intenses à une altitude d'environ 30 km. La masse totale d'O aurait une épaisseur de 1,7 à 4,0 mm à pression normale.
Dans la stratosphère, la majeure partie de la partie courte longueur d'onde du rayonnement ultraviolet (180-200 nm) est conservée et la transformation de l'énergie courte onde se produit. Sous l'influence de ces rayons, les champs magnétiques changent, les molécules se désintègrent, une ionisation, une nouvelle formation de gaz et d'autres composés chimiques se produisent. Ces processus peuvent être observés sous la forme d'aurores boréales, d'éclairs et d'autres lueurs.
Dans la stratosphère et les couches supérieures, sous l'influence du rayonnement solaire, les molécules de gaz se dissocient en atomes (au-dessus de 80 km CO et H se dissocient, au-dessus de 150 km - O, au-dessus de 300 km - N). À une altitude de 200 à 500 km, l'ionisation des gaz se produit également dans l'ionosphère ; à une altitude de 320 km, la concentration de particules chargées (O, O, N) est d'environ 1/300 de la concentration de particules neutres. Les radicaux libres sont présents dans les couches supérieures de l'atmosphère - OH, HO, etc.
Il n'y a presque pas de vapeur d'eau dans la stratosphère.
Exemples d'utilisation du mot stratosphère dans la littérature.
Le pilote aéronautique Birnbaum, l'ingénieur Godounov et le commandant du ballon stratosphérique Prokofiev ont atteint une altitude de 19 kilomètres, ont prélevé des échantillons d'air de diverses couches du tropo- et stratosphère, déterminé la quantité de rayons cosmiques, effectué des observations aérologiques et météorologiques.
V stratosphère nous vivons juste la pénétration d'une personne dedans, toujours indissociable des autres organismes - insectes, plantes, microbes - et ainsi la matière vivante est entrée déjà à 40 km du niveau du géoïde et s'élève rapidement.
Pendant quelques secondes, Crassus a ouvertement apprécié le paysage, mais ensuite le hors-bord est monté encore plus haut dans stratosphère et le paysage a disparu derrière les nuages.
Désolé d'interrompre votre conversation, colonel », a déclaré Alison Lang, « mais les radars viennent de détecter des traînées d'ionisation à haute altitude dans stratosphère descendant jusqu'à la surface de la planète au nord-ouest de la capitale.
A l'intérieur de l'homosphère, a-t-il poursuivi, nous avons la troposphère, stratosphère et - derrière la mésopause - la mésosphère avec de l'oxygène et de l'acide nitrique, ionisés en quanta de la ligne bêta de Lymon, et même plus haut - avec de l'oxygène et une certaine quantité d'oxyde nitrique, ionisé par de courts rayons ultraviolets.
stratosphère agi sur les personnes se mobilisant, la chaîne marchait au pas harmonieusement, silencieusement, précipitamment, essayant de passer plus vite entre les murs unis du couloir inférieur, un souffle épais coulait à grosses gouttes.
Le bourdonnement des réacteurs à hydrogène-combustible, le froid et l'instant proche de la sortie en stratosphère ils agissaient de manière mobilisatrice sur les gens, la chaîne marchait au pas avec discipline, silencieusement, précipitamment, essayant de passer rapidement entre les murs unis du couloir inférieur, - la vapeur du souffle coulait à grosses gouttes.
Si l'appareil a été en stratosphère plus de deux jours, alors Usyskin et Morokhin auraient dû manquer d'oxygène beaucoup plus tôt.
Les chefs de projet Braddy McAffee et Lynn Sanders ont déclaré que l'usine éjecterait de force des hydrocarbures non traités dans les couches supérieures. stratosphère, où ils subiront une décomposition photochimique avec la participation de composés allotropiques triatomiques, suivie de la précipitation de bicarbonate de soude, qui peut neutraliser les pluies acides.
La géosphère externe de la Terre est l'atmosphère, qui à son tour est divisée en trois sous-couches : la troposphère, stratosphère et l'ionosphère.
C'est ce leadership mondial qui s'attaquera aux défis de la réduction des trous d'ozone mortels sans cesse croissants dans stratosphère et une augmentation de la couche d'humus fertile du sol, ainsi que des zones forestières qui produisent de l'oxygène.
Mais Liss a vu qu'à une hauteur terrible, au-dessus des plus hauts dirigeants, au-dessus stratosphère il y avait un monde brumeux, incompréhensible, obscur, tourmenté par son illogisme - dans ce monde supérieur, il y avait un leader, Adolf Hitler.
À la recherche de stratosphère sur les paysages défilant sous l'avion fusée, Yan Miroshnik pensait avec espoir qu'il commencerait enfin une vie dont il rêvait secrètement depuis longtemps, même sans s'avouer dans ses pensées comment il voulait rouler dans la neige en hiver , et se reposer à Yalta en été, au lieu de chercher des morceaux de neige au sommet de l'Hermon en hiver, et en été pour languir de la chaleur sur les plages d'Eilat.
S'ils sont jetés au fond du réservoir, entassés de bûches ou emportés stratosphère, alors c'est juste pour moi de sortir le revolver et de me tirer dessus juste là, dans le bus, bien que ce soit une affaire purement personnelle que je devais mener demain à l'hôtel Kuzminka, tranquillement, calmement, avec confort, plus proche de nuit, remettant Tatiana de main en main à son futur mari.
Heureusement, la majeure partie de l'ozone se trouve dans stratosphèreà des altitudes de 16 à 50 km.
STRATOSPHÈRE... L'atmosphère terrestre est divisée en un certain nombre de couches, différentes les unes des autres par leur état physique. Les couches les plus importantes sont : la couche inférieure - la troposphère, caractérisée par le processus de mélange des masses d'air et, par conséquent, une diminution de la température avec la hauteur. La hauteur à laquelle la couche troposphérique se développe dépend de l'intensité des facteurs qui provoquent les processus de mélange : chauffage solaire, influence mécanique de la surface de la terre, etc. Au-dessus de la couche troposphérique se trouve une couche dans laquelle les processus de mélange sont absents ou jouent un rôle insignifiant. rôle. Il est d'usage d'appeler l'atmosphère au-dessus de la couche troposphérique la stratosphère, ce qui signifie une zone caractérisée par une structure en couches. La zone frontière entre la troposphère et la stratosphère s'appelle la tropopause. La stratosphère se distingue d'abord de la troposphère par l'absence de tous les effets de mélanges caractéristiques de la troposphère : baisse de température, formations nuageuses, etc. Parallèlement, dans la stratosphère, en partie à cause de ses basses températures, en partie dues à l'absence d'apport de la surface de la terre, la vapeur d'eau est en quantité absolument insignifiante ... Le tableau montre les valeurs des températures, de la pression et de la densité de l'air à différentes hauteurs jusqu'à 40 km selon les données d'observations des stations européennes.
Les mêmes données sont tracées graphiquement sur la Fig. un.
On peut voir d'après le cours de la température qu'en été la stratosphère (la couche où la température cesse de baisser) commence à une altitude de 12 km, et en hiver - à une altitude de 11 km. Cependant, les chiffres donnés ne représentent que la répartition moyenne en Europe. De nombreux sondages dans différentes parties du globe ont donné à l'heure actuelle une image complète de la structure de la température de la stratosphère. FIGUE. 2 montre un diagramme de cette distribution de latitude selon Ramanathan.
Le cours des températures avec la hauteur est montré selon Ramanathan dans la Fig. 3, et là on peut voir qu'à l'équateur, là où la hauteur de la stratosphère est la plus élevée et où les températures les plus basses sont atteintes (jusqu'à -90°C), la variation de température dans la couche stratosphérique se caractérise par une forte augmentation en température avec la hauteur. Dans les régions plus éloignées de l'équateur, l'augmentation de la température avec l'altitude est moins perceptible.
Cependant, les données des ascensions des radiosondes dans les régions polaires nous obligent à admettre qu'ici, dans la stratosphère, une augmentation assez prononcée de la température avec l'altitude se produit, comme on peut le voir sur la Fig. 3, qui donne la distribution de température sur les radiosondes lâchées par l'auteur depuis le Zeppelin en 1931.
FIGUE. 4 montre un diagramme de la distribution des températures en hiver et en été, proposé récemment (janvier 1934) par Palmen.
Les caractéristiques de ce schéma, obtenu par Palmen sur la base de données de sondage à Abisko (Nord de la Suède 68°21") et à partir des données de la radiosonde de l'auteur s'élèvent du Zeppelin, sont les suivantes : En été, les températures de la stratosphère s'élèvent fortement au fur et à mesure que nous nous déplaçons vers le nord de l'équateur à une altitude de 17 km, nous avons des températures proches de -80 ° C, sur les régions polaires à la même altitude, des températures avoisinent les -35 ° C caractérisées par les données des ascensions des radiosondes du Zeppelin, qui coïncidaient très étroitement avec les données des remontées de sondes simples à Abisko (Fig. 5).
En hiver, le schéma de distribution de la température dans la stratosphère et sur différentes latitudes diffère de l'été en ce sens que le gradient horizontal de température (chute de température de 111 km dans le sens de sa plus grande diminution), qui est très important et dirigé vers l'équateur en été, en hiver s'avère beaucoup plus bas, car les températures dans la stratosphère et au-dessus des pôles sont très basses. Selon Palmen, aux latitudes les plus septentrionales (au nord de 55°) de la stratosphère, comme dans la troposphère, le gradient horizontal de température est dirigé vers la stratosphère.
Vous trouverez ci-dessous des données sur la fréquence d'occurrence des hauteurs avec une température minimale de l'air (fin de la troposphère et début de la tropopause) selon les observations de l'Institut d'aérologie de Slutsk (près de Leningrad) pour 1934-1935.
Il ressort des données que, tandis qu'à des altitudes de 9 à 11 km, nous avons plus de 50 % de tous les cas d'apparition de la tropopause, à des altitudes inférieures à 1 km, la fréquence d'apparition de l'apparition de la tropopause est réduite à zéro. Voici la répétabilité en % de différentes températures minimales pour le même article :
On peut voir à partir des données que les températures de -45 à -55 ° se trouvent le plus souvent dans la stratosphère (plus de 50% de tous les cas), tandis que les températures inférieures à -70 et supérieures à -35° sont trouvées à titre exceptionnel. . La constance comparative des températures avec l'altitude dans la stratosphère suggère naturellement qu'il s'agit ici de ce qu'on appelle. équilibre radiant, dans lequel chaque particule d'air émet pendant une période de temps donnée la même quantité d'énergie qu'elle reçoit. Les théories de l'équilibre radiant ont été développées par Humphrey, Emden, Gold et Hergesell. Plus récemment, Mugge, Simpson et Albrecht se sont penchés sur cette question. Albrecht a développé la théorie de l'équilibre radiant en considérant des parties séparées du spectre de la vapeur d'eau. Il est arrivé à la conclusion que le rayonnement thermique des couches inférieures de l'atmosphère, ainsi que de la surface de la terre, est de très peu d'importance pour l'état de la stratosphère et que dans les couches supérieures de l'atmosphère il doit y avoir une couche avec un degré de rayonnement accru, sous l'influence duquel se crée une frontière nette entre la couche troposphérique et la stratosphère et dans laquelle la teneur en vapeur d'eau est comprise entre 0,015 et 0,15 mm. FIGUE. 2, la hauteur de cette couche est indiquée par une barre ombrée. Une diminution de la température de cette couche, selon Albrecht, entraîne une diminution générale de la température dans la troposphère à mesure qu'elle s'élève. L'explication donnée ne peut cependant pas être pleinement acceptée. En effet, Albrecht lui-même constate déjà l'incohérence de son raisonnement avec le phénomène que la couche qu'il considère n'est à proximité immédiate de la stratosphère qu'à des latitudes supérieures à 50°. En revanche, cette théorie ne peut expliquer les baisses significatives de température au-dessus de l'équateur. Apparemment, la théorie d'Albrecht ne peut servir qu'à expliquer la diminution accrue de la température, qui affecte l'augmentation des gradients de température verticaux, qui sont observés dans la haute troposphère et non dans m b. expliqué par d'autres considérations. Dans tous les cas, la température abaissée de la stratosphère est déterminée par l'absorption insignifiante de l'énergie thermique des rayons du soleil par l'air de la stratosphère.
L'image externe de la distribution de la température dans la couche stratosphérique est différente. Schmauss distingue 4 types d'une telle distribution. Le type normal est caractérisé par une variation de la baisse de température dans la troposphère, b. ou M. couche isotherme dans la stratosphère, dont la température reste constante jusqu'à des hauteurs significatives. Le deuxième type diffère du premier en ce que la troposphère est séparée de la couche isotherme de la stratosphère b. ou m. une inversion prononcée. Il est possible que l'apparition de la couche d'inversion soit associée à une convection accrue dans la troposphère ou, comme on pourrait le penser, selon le raisonnement d'Albrecht, à la suite d'un rayonnement intense de la couche efficace avec une teneur en vapeur d'eau de 0,015-0,15 mm. Dans le troisième type, le cours de la température dans la stratosphère a la forme d'une inversion faiblement prononcée, c'est-à-dire une augmentation progressive de la température avec l'altitude. Enfin, le quatrième type de distribution de température dans la stratosphère, relativement rare, se caractérise par l'absence d'une couche de transition prononcée de la troposphère à la stratosphère, comme c'est le cas pour d'autres types. Au lieu de cela, la transition se manifeste sous la forme d'une lente diminution de la température avec l'altitude, se transformant progressivement en isotherme. Palmen, qui a examiné en détail divers cas de distribution de température dans la stratosphère, a eu l'idée de distinguer les trois principaux types suivants (Fig. 6).
Dans le premier cas (courbe I), une diminution de la température troposphérique se transforme en isotherme, qui reste à toutes les hauteurs de la stratosphère. Il considère ce type comme le type « normal ». Dans le deuxième type (courbe II de Palmen), la température à l'entrée dans la stratosphère augmente fortement, atteint une valeur maximale à une distance de plusieurs kilomètres et recommence à baisser. Palmen considère ce type comme caractéristique du régime cyclonique. Enfin, le troisième type (courbe III) - anticyclonique - se caractérise par le fait que la température dans la stratosphère s'élève à toutes les hauteurs, mais à des rythmes différents. Dans le même temps, selon Palmen, le type cyclonique dans la stratosphère a une température supérieure à la normale, le type anticyclonique est inférieur à la normale. Cette. la température dans ces deux types, pour ainsi dire, a tendance à se rapprocher des valeurs normales avec la hauteur.
Lorsqu'on étudie les processus atmosphériques dans la troposphère, la réflexion se pose naturellement sur le rôle que la stratosphère peut jouer dans ces processus. Cette couche est-elle une couche complètement morte qui n'a pas d'importance pour la vie de la troposphère, ou, à l'inverse, les processus qui s'y produisent dictent la direction et la nature du développement des processus dans la troposphère. A l'heure actuelle, on peut signaler deux grandes écoles d'aérologie, adhérant à des vues complètement opposées. La première école (Prof. von Ficker) attribue aux processus stratosphériques, sinon dominants, du moins un rôle prépondérant dans le développement des processus atmosphériques dans la troposphère. Le rôle de la stratosphère, selon les vues de cette école, est bien exprimé dans les mots de N. Shaw que la dynamique de l'atmosphère est déterminée par les couches supérieures, tandis que les processus purement physiques associés à la condensation, la formation de nuages, etc., se déroulent dans la troposphère. L'origine des ondes primaires dans la stratosphère peut être associée à des raisons à la fois thermiques et purement dynamiques. Les causes thermiques sont associées à l'arrivée de masses d'air chaud ou froid se déplaçant horizontalement. Cette. selon cette école, dans la stratosphère, nous pouvons avoir des ondes chaudes ou froides similaires à celles qui se développent dans la troposphère dans la région du front polaire. L'école norvégienne adhère à des points de vue complètement différents. Les vues de ces derniers ont été développées par Bergeron, Bjerknes, Palmen et d'autres.Ces auteurs ont donné une analyse détaillée des phénomènes dans la stratosphère sur la base d'un matériel factuel basé sur les données d'ascensions de sondes et de radiosondes. L'école norvégienne accepte également que des ondes de température se développent dans la stratosphère, mais elles associent entièrement leur passage à des processus dans la troposphère. Palmen et Bjerknes distinguent deux facteurs principaux qui peuvent provoquer des fluctuations de température correspondantes dans la stratosphère. Le premier facteur est déterminé par les processus d'advection thermique, dans lesquels un afflux de masses chaudes ou froides se développe dans la troposphère. Palmen a étudié en détail les phénomènes qui se déroulent dans le front polaire. Sur la base du matériel de détection de température réel, Palmen a donné une image de la distribution de la température dans l'air polaire et tropical. Les masses polaires sont caractérisées par des températures plus basses dans la troposphère et des températures plus élevées dans la stratosphère. La tropopause dans les masses polaires est significativement plus faible que dans les masses tropicales. Dans certains cas, Palmen a noté l'abaissement de la tropopause à 5 km. Au contraire, dans les masses tropicales, la tropopause est à un niveau élevé, les températures dans les couches inférieures sont augmentées, dans la stratosphère elles sont abaissées. D'une comparaison des données pour les masses tropicales et polaires, il s'avère que la plus grande différence de température est observée à une altitude de 4-7 km et à une altitude de 11-13 km, et ces différences de température ont le signe opposé. De cela Palmen arrive à la conclusion que des occurrences assez fortes de masses chaudes et froides se produisant dans la troposphère se reflètent également dans la stratosphère. Dans ce cas, l'onde stratosphérique secondaire est déphasée et au moment initial du développement de l'onde dans la troposphère, l'onde qui lui est associée acquiert le signe opposé. Dans le même temps, Palmen arrive à la conclusion, importante pour la théorie norvégienne, que l'interface entre les masses polaires et tropicales, comme cela était accepté dans la théorie originale de Bjerknes, atteint la troposphère, et n'est pas limitée à une couche de 4-5 km. L'interface est plus clairement prononcée à des hauteurs moyennes. Cependant, comme l'ont noté à la fois Palmen lui-même et les représentants de l'école allemande, à l'heure actuelle, il est difficile d'affirmer quel point de vue peut être considéré comme finalement victorieux. Il ne fait aucun doute que seules des enquêtes détaillées sur l'atmosphère dans un but précis peuvent fournir des éléments pour un jugement définitif dans cette affaire.
Ici, il est nécessaire de s'attarder sur certaines circonstances qui peuvent donner des indications sur les particularités du développement des processus atmosphériques. Tout d'abord, il est nécessaire de se poser la question de savoir laquelle de ces couches nous avons un apport direct d'énergie qui peut provoquer certains processus dynamiques. Cet afflux d'énergie doit être compris comme un flux non uniforme qui crée un chauffage ou un refroidissement inégal. Il est évident que la présence d'un chauffage inégal à la surface de la terre, une répartition inégale de l'énergie solaire atteignant la terre, etc. font de la troposphère un foyer incontestable d'énergie entrante inégale. Dans la stratosphère, d'une part, on observe une insolation solaire absolument uniforme, puisque l'inclinaison des rayons solaires n'a aucune signification pratique pour l'intensité de l'énergie solaire arrivant dans une zone donnée ; par contre, il n'y a absolument pas de nuages, particules de poussière, etc. toute sorte d'excitation dynamique - énergie entrante inégale - est absente ici. De plus, il ne fait aucun doute que dans la stratosphère, nous rencontrons la présence de fortes fluctuations de température, constatées à la fois par des sondes à l'étranger et par des sondages à l'aide de recherches quotidiennes avec des radiosondes dans notre pays. Par conséquent, nous devons admettre que l'origine de ces fluctuations m. B. elle n'est liée, comme le pense Palmen, qu'aux processus qui se développent dans les profondeurs de la troposphère. La stratosphère est une couche qui répond aux processus correspondants dans la troposphère. Le contraire des phases des ondes troposphériques, noté par Palmen, suggère que le rôle de la stratosphère dans ces cas est de contrecarrer le développement de fortes fluctuations dans la troposphère associées à l'absorption d'une certaine quantité d'énergie des processus troposphériques. Mais d'un autre côté, les ondes stratosphériques, en cours de création, ne peuvent qu'affecter le développement des processus troposphériques. On peut également supposer qu'une fois apparues, les perturbations stratosphériques peuvent rompre avec le processus primaire correspondant dans la troposphère et acquérir un rôle actif indépendant. Il est bien évident que l'interférence des perturbations stratosphériques et troposphériques joue un rôle énorme dans le développement des phénomènes météorologiques. Cette. le rôle de la stratosphère dans le développement et, dans certains cas, même l'émergence de perturbations troposphériques du même ordre ne fait aucun doute. Dans ce cas, on peut supposer que ce rôle a un effet stabilisateur, absorbant une partie de l'énergie développée par les perturbations troposphériques. En raison de la distribution isotherme, la couche de température de la stratosphère doit offrir une résistance extrêmement forte aux oscillations verticales des masses d'air qui surviennent lors du passage des ondes chaudes ou froides. Cette. la couche stratosphérique est en quelque sorte une couche élastique qui amortit les vibrations de la couche inférieure. L'auteur a souligné à plusieurs reprises la manifestation d'un principe de stabilisation particulier dans les processus atmosphériques, qui consiste dans le fait que le développement des processus atmosphériques sous l'influence de tout facteur perturbant l'état normal de l'atmosphère se produit dans une direction dans laquelle l'effet de ce facteur s'affaiblit ou disparaît complètement. Ce qui a été dit plus haut concernant le rôle de la stratosphère nous permet de penser qu'ici aussi nous avons une manifestation particulière de la loi de stabilisation des processus atmosphériques. Naturellement, pour une bonne compréhension des phénomènes se produisant dans la troposphère, il est absolument nécessaire de disposer de données détaillées caractérisant l'état de la stratosphère. La répartition de la température et de l'humidité jusqu'à la couche de tropopause et dans la couche de tropopause elle-même est particulièrement importante pour l'analyse, car la hauteur de la tropopause et sa structure s'avèrent extrêmement caractéristiques des processus se produisant dans la troposphère.
La stratosphère n'est pas seulement intéressante en raison de son rôle dans les processus qui créent le temps dans la troposphère. Du fait que la présence de nuages, de précipitations, etc. dans la troposphère crée souvent des obstacles insurmontables au vol, notamment sur de longues distances, il existe une volonté de maîtriser la stratosphère en tant que zone de vols longue distance. À cet égard, la stratosphère a plusieurs avantages sur la troposphère. Outre l'absence de nuages et l'exclusion totale de la possibilité d'une glaciation dans la stratosphère, il faut s'attendre à ce que les courants d'air soient exceptionnellement réguliers, contrairement aux courants de Foucault fortement de la troposphère. Quant à la vitesse de déplacement des masses d'air, les observations montrent que dans la plupart des cas il y a une légère décélération de la vitesse. Cependant, il ne faut pas penser que le calme est caractéristique de la stratosphère. La vitesse la plus courante pour la stratosphère est de 10-20 m/sec. Dans certains cas, notamment en hiver, des vitesses allant jusqu'à 30-35 m/s (plus de 100 km/h) sont notées ici. Enfin, la stratosphère attire l'attention de la physique moderne, puisque c'est ici que se déroule l'action la plus efficace des mystérieux rayons cosmiques, dont la nature reste encore incertaine à ce jour.
En résumant ce qui précède, nous pouvons noter qu'une étude approfondie des phénomènes dans la stratosphère, en particulier dans ses couches inférieures 10-20 km, est sans aucun doute l'une des tâches les plus importantes de l'aérologie moderne tant dans le but de conquérir cette zone pour l'air transport, et pour éclaircir un certain nombre de questions d'aérologie théorique et de physique théorique. Les données ci-dessus se réfèrent aux couches de la stratosphère qui ont été étudiées par des méthodes de sondage direct utilisant des dispositifs d'auto-enregistrement ou de transmission radio. D'autres méthodes (sonométrique, en déterminant l'allumage et l'extinction des météores, en déterminant les moments transitoires d'atténuation, etc.) ont maintenant prouvé qu'à partir d'une hauteur d'environ 40 km, il existe une couche dans laquelle la température s'élève fortement avec une altitude de 50-60 km à des valeurs + 60 ° С et plus. La question de la composition de l'air dans la stratosphère pour les couches inférieures de cette dernière peut désormais être considérée comme résolue à la suite de mesures effectuées lors du levage du ballon stratosphérique « URSS-1 » en 1933. Il s'agissait de l'étude de l'air échantillons prélevés lors de ce vol qui ont montré qu'à 18 500 m d'altitude la teneur en oxygène était de 20,95 %, c'est-à-dire une valeur extrêmement (dans la précision de mesure) proche de la teneur en oxygène à la surface de la terre. Il n'y a pas d'informations fiables sur les changements dans la composition de l'air dans les couches au-dessus de 19 000 m. Apparemment, il faut supposer qu'en raison de la densité élevée de l'oxygène, et aussi en raison de l'absence incontestable de mélange convectif dans les couches supérieures, la teneur en oxygène devrait progressivement diminuer avec l'altitude. D'autres mesures peuvent clarifier ce problème. La concentration d'ozone dans l'air est très importante à la fois théoriquement et pratiquement. Des études récentes de Regenera (Stuttgart) ont montré que tout l'ozone atmosphérique se trouve dans une couche allant jusqu'à 28 km et que la masse principale d'ozone est concentrée dans une couche de 12 à 28 km. L'ozone est connu pour être nocif pour le caoutchouc. En conséquence, Regener recommande que les ballons soient levés le plus rapidement possible afin que l'effet de l'ozone sur la coque soit le plus court possible.
Méthodes d'étude de la stratosphère ... En pratique, diverses méthodes sont applicables à l'étude de la stratosphère. L'étude de la stratosphère par des ballons-sondes consiste en ce qu'un dispositif spécial est suspendu à une petite boule, qui enregistre automatiquement l'état de température, de pression et d'humidité lorsque l'atmosphère s'élève. Après avoir atteint la hauteur maximale et la rupture de la coque du ballon, l'appareil est abaissé soit sur un parachute spécial, soit sur un ballon supplémentaire, moins gonflé que le ballon principal. Évidemment, cette méthode est totalement inapplicable pour les espaces peu peuplés. Par conséquent, l'auteur a proposé en 1923 et en 1930, a développé et appliqué une nouvelle méthode - une radiosonde, qui consiste en ce qu'un appareil de conception spéciale est fourni avec un émetteur spécial et, pendant le vol, transmet des données sur l'état d'éléments météorologiques. L'altitude la plus élevée atteinte par cette méthode était de 29600 m (Institut d'Aérologie). Pour les ballons, l'altitude la plus élevée est de 36 000 m (Allemagne). Pour obtenir des données sur la distribution de la température dans les hautes couches de l'atmosphère, y compris dans la stratosphère, des ballons et des radiosondes sont actuellement en ascension selon un programme spécial dans ce qu'on appelle. « Journées internationales » dans le monde. En URSS, des études de la stratosphère sont effectuées quotidiennement en plusieurs points : Slutsk, Moscou, Kiev, Sébastopol, Tiflis, etc. A l'Institut d'aérologie de Slutsk (près de Leningrad), des études sont effectuées deux fois par jour par la radiosonde méthode (jour et nuit). Les études directes de la stratosphère ont été rendues possibles grâce à l'utilisation d'un ballon stratosphérique, qui est un ballon de grand volume avec une gondole scellée. L'idée de tels ballons appartient à D.I. Piccard (Belgique). Trois vols ont été effectués en URSS : "USSR-1" - en 1933, "Osoaviakhim-1" - le 30 janvier 1934, et "USSR-1 bis" le 24 / VI 1935. La même année, le stratosphérique américain ballon "Explorer -2 " est passé à une altitude de 22040 m. La principale difficulté pour atteindre les hautes altitudes dans la stratosphère est la basse pression de ces couches. Une diminution de la densité de l'air correspondant à cette pression diminue énormément la portance de la balle. Il est donc nécessaire d'avoir des boules de dimensions énormes pour qu'elles puissent conserver une portance suffisante à haute altitude. Par exemple, pour atteindre une hauteur de 20 à 22 km, il est nécessaire d'avoir une coque d'au moins 20 à 25 000 m 3. Pour atteindre une hauteur de 30 km, le volume de la coquille doit dépasser (pour la matière de coquille la plus légère) 100 à 150 000. m 3, etc. Il est beaucoup plus facile d'atteindre de grandes hauteurs en utilisant des enveloppes en caoutchouc élastiques qui peuvent augmenter leur volume jusqu'à des tailles extrêmement importantes. Par exemple, une sphère, qui avait un volume de 4,2 m 3 au sol, a augmenté son volume à une altitude de 30 km à 366 m 3, étirant sa coquille d'une épaisseur de 0,3 mm à 0,0088 mm. On pourrait penser que l'atteinte de hautes altitudes (plus de 30 km) n'est possible en général que pour les enveloppes en caoutchouc. L'étude des couches au-dessus de 35-40 km est réalisée par une méthode sonométrique basée sur l'étude de la distribution de l'audibilité des explosions près de la surface de la terre à diverses distances dans toutes les directions du site de l'explosion. Le principe de ces études repose sur le fait qu'une onde sonore, se propageant vers le haut, est réfléchie par une couche à une altitude de 35-40 km et retourne au sol, formant des zones d'audibilité anormale du son à de grandes distances. Pour étudier des altitudes encore plus élevées - 80-100 km - des études de la propagation des ondes électromagnétiques réfléchies par une couche à une altitude de 100 km, appelée couche Heaviside et présentant de grandes valeurs de conductivité électrique, sont utilisées. Enfin, pour étudier la stratosphère en couches au-dessus de 40 km, des études optiques du déroulement du crépuscule, de la hauteur d'allumage et d'extinction des météores, et du spectre des aurores boréales sont utilisées. Des études récentes nous fournissent des données sur la structure et la composition des couches les plus hautes de l'atmosphère.
La coquille de gaz qui entoure notre planète Terre, connue sous le nom d'atmosphère, est composée de cinq couches principales. Ces couches prennent naissance à la surface de la planète, du niveau de la mer (parfois en dessous) et montent vers l'espace extra-atmosphérique dans l'ordre suivant :
- Troposphère;
- Stratosphère;
- mésosphère ;
- Thermosphère ;
- Exosphère.
Schéma des principales couches de l'atmosphère terrestre
Entre chacune de ces cinq couches principales se trouvent des zones de transition appelées "pauses" où se produisent des changements de température, de composition et de densité de l'air. Avec les pauses, l'atmosphère terrestre comprend un total de 9 couches.
Troposphère : là où le temps se passe
De toutes les couches de l'atmosphère, la troposphère est celle avec laquelle nous sommes le plus familiers (que vous le réalisiez ou non), puisque nous vivons à son fond - la surface de la planète. Il enveloppe la surface de la Terre et s'étend vers le haut sur plusieurs kilomètres. Le mot troposphère signifie "changer le globe". Un nom très approprié, puisque cette couche est l'endroit où se déroule notre météo quotidienne.
Partant de la surface de la planète, la troposphère s'élève à une hauteur de 6 à 20 km. Le tiers inférieur de la couche, le plus proche de nous, contient 50% de tous les gaz atmosphériques. C'est la seule partie de toute la composition de l'atmosphère qui respire. Du fait que l'air est chauffé par le bas par la surface de la Terre, qui absorbe l'énergie thermique du Soleil, la température et la pression de la troposphère diminuent avec l'altitude.
Au sommet se trouve une fine couche appelée tropopause, qui n'est qu'un tampon entre la troposphère et la stratosphère.
Stratosphère : foyer de l'ozone
La stratosphère est la couche suivante de l'atmosphère. Il s'étend de 6 à 20 km à 50 km au-dessus de la surface de la terre. C'est la couche dans laquelle volent la plupart des avions de ligne commerciaux et des montgolfières.
Ici, l'air ne circule pas de haut en bas, mais se déplace parallèlement à la surface dans des courants d'air très rapides. Les températures augmentent au fur et à mesure que vous grimpez, grâce à l'abondance d'ozone naturel (O 3), un sous-produit du rayonnement solaire et de l'oxygène qui a la capacité d'absorber les rayons ultraviolets nocifs du soleil (toute augmentation de la température avec l'altitude est appelée "inversion" dans météorologie) ...
Parce que la stratosphère a des températures plus chaudes en bas et plus froides en haut, la convection (mouvement vertical des masses d'air) est rare dans cette partie de l'atmosphère. En fait, vous pouvez voir une tempête faisant rage dans la troposphère depuis la stratosphère car la couche agit comme un « chapeau » de convection à travers lequel les nuages d'orage ne peuvent pas pénétrer.
Après la stratosphère, il y a à nouveau une couche tampon, appelée cette fois la stratopause.
Mésosphère : moyenne atmosphère
La mésosphère est située à environ 50-80 km de la surface de la Terre. La mésosphère supérieure est l'endroit naturel le plus froid de la Terre, où les températures peuvent descendre en dessous de -143°C.
Thermosphère : haute atmosphère
La mésosphère et la mésopause sont suivies par la thermosphère, située entre 80 et 700 km au-dessus de la surface de la planète, et contient moins de 0,01 % de tout l'air de l'enveloppe atmosphérique. Les températures atteignent ici jusqu'à + 2000°C, mais en raison de la forte raréfaction de l'air et du manque de molécules de gaz pour le transfert de chaleur, ces températures élevées sont perçues comme très froides.
Exosphère : la frontière de l'atmosphère et de l'espace
À une altitude d'environ 700 à 10 000 km au-dessus de la surface de la Terre, il y a une exosphère - le bord extérieur de l'atmosphère, à la frontière de l'espace. Ici, les satellites météorologiques tournent autour de la Terre.
Et l'ionosphère ?
L'ionosphère n'est pas une couche séparée, mais en fait le terme est utilisé pour désigner l'atmosphère à une altitude de 60 à 1000 km. Il comprend les parties les plus hautes de la mésosphère, l'ensemble de la thermosphère et une partie de l'exosphère. L'ionosphère tire son nom du fait que dans cette partie de l'atmosphère, le rayonnement du Soleil est ionisé lorsqu'il transmet les champs magnétiques de la Terre sur et. Ce phénomène s'observe depuis le sol comme les aurores boréales.
Planète bleue ...
Ce sujet aurait dû apparaître sur le site l'un des premiers. Après tout, les hélicoptères sont des avions atmosphériques. Atmosphère de la terre- leur, pour ainsi dire, habitat :-). UNE propriétés physiques de l'air il suffit de déterminer la qualité de cet habitat :-). C'est-à-dire que c'est l'un des fondements. Et ils écrivent toujours sur la base en premier. Mais je ne m'en suis rendu compte que maintenant. Cependant, il vaut mieux, comme vous le savez, tard que jamais... Abordons ce sujet, mais sans entrer dans la jungle et les difficultés inutiles :-).
Alors… Atmosphère de la terre... C'est l'enveloppe gazeuse de notre planète bleue. Tout le monde connaît ce nom. Pourquoi bleu ? Tout simplement parce que la composante "bleue" (ainsi que bleue et violette) de la lumière solaire (spectre) est mieux dispersée dans l'atmosphère, la colorant ainsi bleu-bleuâtre, parfois avec une teinte de violet (par une journée ensoleillée, bien sûr : -)) ...
Composition de l'atmosphère terrestre.
La composition de l'atmosphère est assez large. Je ne citerai pas tous les composants dans le texte, pour cela il y a une bonne illustration.La composition de tous ces gaz est pratiquement constante, à l'exception du dioxyde de carbone (CO2). De plus, l'atmosphère contient nécessairement de l'eau sous forme de vapeurs, de suspension de gouttelettes ou de cristaux de glace. La quantité d'eau est variable et dépend de la température et, dans une moindre mesure, de la pression atmosphérique. De plus, l'atmosphère terrestre (surtout l'actuelle) contient une certaine quantité, je dirais "toutes sortes de choses désagréables" :-). Ce sont SO 2, NH 3, CO, HCl, NO, en plus il y a des vapeurs de mercure Hg. C'est vrai, tout cela est là en petite quantité, Dieu merci :-).
Atmosphère de la terre il est d'usage de diviser en plusieurs zones se succédant en hauteur au-dessus de la surface.
La première, la plus proche de la terre, est la troposphère. C'est la couche la plus basse et, pour ainsi dire, la couche principale pour la vie de divers types. Il contient 80% de la masse de tout l'air atmosphérique (bien qu'en volume il ne représente qu'environ 1% de l'atmosphère entière) et environ 90% de toute l'eau atmosphérique. La majeure partie de tous les vents, nuages, pluies et neiges viennent de là. La troposphère s'étend jusqu'à des hauteurs d'environ 18 km sous les latitudes tropicales et jusqu'à 10 km sous les latitudes polaires. La température de l'air y baisse avec une élévation d'environ 0,65º tous les 100 m.
Zones atmosphériques.
La zone deux est la stratosphère. Il faut dire qu'une autre zone étroite se distingue entre la troposphère et la stratosphère - la tropopause. La chute de température avec la hauteur s'y arrête. La tropopause a une épaisseur moyenne de 1,5 à 2 km, mais ses limites sont indistinctes et la troposphère chevauche souvent la stratosphère.
Ainsi, la stratosphère a une hauteur moyenne de 12 km à 50 km. La température y reste inchangée jusqu'à 25 km (environ -57 ° C), puis quelque part jusqu'à 40 km, elle monte à environ 0 ° C puis reste inchangée jusqu'à 50 km. La stratosphère est une partie relativement calme de l'atmosphère terrestre. Il n'y a pratiquement pas de conditions météorologiques défavorables. C'est dans la stratosphère que se situe la fameuse couche d'ozone à des altitudes de 15-20 km à 55-60 km.
Ceci est suivi d'une petite stratopause de couche limite, dans laquelle la température reste à environ 0 ° C, puis la zone suivante est la mésosphère. Il s'étend à des hauteurs de 80 à 90 km et la température y chute à environ 80 ° C. Dans la mésosphère, de petits météores deviennent généralement visibles, qui commencent à y briller et y brûlent.
Le prochain écart étroit est la mésopause suivie de la zone de la thermosphère. Sa hauteur peut atteindre 700-800 km. Ici la température recommence à monter et à des altitudes de l'ordre de 300 km peut atteindre des valeurs de l'ordre de 1200°C. De plus, il reste constant. L'ionosphère est située à l'intérieur de la thermosphère jusqu'à une altitude d'environ 400 km. Ici, l'air est fortement ionisé en raison de l'exposition au rayonnement solaire et a une conductivité électrique élevée.
La prochaine et, en général, la dernière zone est l'exosphère. C'est ce qu'on appelle la zone de diffusion. Il y a principalement de l'hydrogène et de l'hélium très raréfiés (avec une prédominance d'hydrogène). A des altitudes d'environ 3000 km, l'exosphère se transforme en un vide proche de l'espace.
C'est quelque chose comme ça. Pourquoi environ ? Car ces couches sont plutôt classiques. Divers changements d'altitude, de composition des gaz, de l'eau, de température, d'ionisation, etc. sont possibles. De plus, il existe de nombreux autres termes qui définissent la structure et l'état de l'atmosphère terrestre.
Par exemple l'homosphère et l'hétérosphère. Dans le premier, les gaz atmosphériques sont bien mélangés et leur composition est assez uniforme. Le second est situé au-dessus du premier et il n'y a pratiquement pas de tel mélange là-bas. Les gaz qu'il contient sont séparés par gravité. La limite entre ces couches se situe à 120 km d'altitude et s'appelle la turbopause.
Je terminerai probablement les termes, mais j'ajouterai certainement qu'il est conventionnellement supposé que la limite de l'atmosphère se situe à une altitude de 100 km au-dessus du niveau de la mer. Cette bordure s'appelle la Pocket Line.
J'ajouterai deux autres photos pour illustrer la structure de l'atmosphère. Le premier, cependant, est en allemand, mais complet et assez facile à comprendre :-). Il peut être agrandi et bien vu. La seconde montre l'évolution de la température de l'atmosphère avec l'altitude.
La structure de l'atmosphère terrestre.
Changement de température de l'air avec l'altitude.
Les engins spatiaux orbitaux habités modernes volent à des altitudes d'environ 300 à 400 km. Cependant, ce n'est plus de l'aviation, bien que la région soit, bien sûr, étroitement liée dans un certain sens, et nous en reparlerons certainement :-).
La zone d'aviation est la troposphère. Les avions atmosphériques modernes peuvent voler dans les couches inférieures de la stratosphère. Par exemple, le plafond pratique du MIG-25RB est de 23 000 m.
Vol dans la stratosphère.
Et exactement propriétés physiques de l'air la troposphère détermine comment se déroulera le vol, quelle sera l'efficacité du système de contrôle de l'avion, comment les turbulences dans l'atmosphère l'affecteront, comment les moteurs fonctionneront.
La première propriété principale est température de l'air... En dynamique des gaz, il peut être déterminé sur l'échelle Celsius ou sur l'échelle Kelvin.
Température t 1à une hauteur donnée N sur l'échelle Celsius est défini :
t 1 = t - 6,5H, où t- température de l'air près du sol.
La température sur l'échelle Kelvin est appelée température absolue, zéro sur cette échelle est le zéro absolu. Au zéro absolu, le mouvement thermique des molécules s'arrête. Le zéro absolu sur l'échelle Kelvin correspond à -273º sur l'échelle Celsius.
En conséquence, la température T en haut N sur l'échelle Kelvin est déterminé :
T = 273K + t - 6,5H
Pression de l'air... La pression atmosphérique est mesurée en Pascals (N/m 2), dans l'ancien système de mesure en atmosphères (atm.). Il y a aussi une chose telle que la pression barométrique. C'est la pression mesurée en millimètres de mercure avec un baromètre à mercure. Pression barométrique (pression au niveau de la mer) égale à 760 mm Hg. Art. appelé standard. En physique, 1 atm. est exactement égal à 760 mm Hg.
Densité de l'air... En aérodynamique, le concept le plus couramment utilisé est la masse volumique de l'air. C'est une masse d'air dans 1 m 3 de volume. La densité de l'air change avec l'altitude, l'air se raréfie.
L'humidité de l'air... Affiche la quantité d'eau dans l'air. Il y a une notion " humidité relative". C'est le rapport de la masse de vapeur d'eau au maximum possible à une température donnée. Le concept du 0%, c'est-à-dire que lorsque l'air est complètement sec, il ne peut exister qu'en laboratoire. En revanche, 100% d'humidité est réelle. Cela signifie que l'air a absorbé toute l'eau qu'il pourrait absorber. Quelque chose comme une "éponge pleine" absolument. Une humidité relative élevée abaisse la densité de l'air, tandis qu'une faible humidité relative l'augmente en conséquence.
Étant donné que les vols des avions se déroulent dans des conditions atmosphériques différentes, leurs paramètres de vol et aérodynamiques dans le même mode de vol peuvent être différents. Par conséquent, pour une évaluation correcte de ces paramètres, nous avons introduit Atmosphère internationale normalisée (ISA)... Il montre l'évolution de l'état de l'air à mesure qu'il monte en altitude.
Les principaux paramètres de l'état de l'air à humidité nulle sont pris :
pression P = 760 mm Hg. Art. (101,3 kPa);
température t = + 15 ° C (288 K);
masse volumique = 1,225 kg / m 3;
Pour l'ISA, il est admis (comme il a été dit plus haut :-)) que la température baisse dans la troposphère de 0,65º tous les 100 mètres de hauteur.
Atmosphère standard (exemple jusqu'à 10 000 m).
Les tables ISA sont utilisées pour l'étalonnage des instruments, ainsi que pour les calculs de navigation et d'ingénierie.
Propriétés physiques de l'air comprend également des concepts tels que l'inertie, la viscosité et la compressibilité.
L'inertie est une propriété de l'air qui caractérise sa capacité à résister à un changement d'état de repos ou à un mouvement rectiligne uniforme . La mesure de l'inertie est la masse volumique de l'air. Plus il est élevé, plus l'inertie et la force de résistance du milieu sont élevées lorsque l'avion s'y déplace.
Viscosité. Détermine la résistance de friction de l'air lorsque l'avion se déplace.
La compressibilité mesure le changement de densité de l'air lorsque la pression change. A basse vitesse de l'avion (jusqu'à 450 km/h), aucun changement de pression ne se produit lorsque l'air circule autour de lui, mais à haute vitesse, l'effet de compressibilité commence à se manifester. Son influence sur le supersound est particulièrement affectée. Il s'agit d'un domaine distinct de l'aérodynamique et d'un sujet pour un article distinct :-).
Bon, ça semble être tout pour le moment... Il est temps de finir cette énumération un peu ennuyeuse, dont on ne peut pourtant pas se passer :-). Atmosphère de la terre, ses paramètres, propriétés physiques de l'air aussi importants pour l'avion que les paramètres de l'avion lui-même, et il était impossible de ne pas les mentionner.
Au revoir, jusqu'à de prochaines rencontres et des sujets plus intéressants 🙂 ...
P.S. Pour les sucreries, je suggère de regarder une vidéo tournée depuis le cockpit du jumeau MIG-25PU pendant son vol dans la stratosphère. C'était apparemment un touriste qui avait de l'argent pour de tels vols :-). Filmé essentiellement à travers le pare-brise. Attention à la couleur du ciel...