Kiekvienas raštingas žmogus turėtų žinoti ne tik tai, kad planetą supa įvairių dujų mišinio atmosfera, bet ir tai, kad yra skirtingi atmosferos sluoksniai, išsidėstę nevienodu atstumu nuo Žemės paviršiaus.
Stebėdami dangų visiškai nematome nei sudėtingos jo struktūros, nei nevienalytės sudėties, nei kitų dalykų, paslėptų nuo akių. Tačiau būtent dėl sudėtingos ir daugiakomponentės oro sluoksnio sudėties aplink planetą susidarė tokios sąlygos, kurios leido čia atsirasti gyvybei, klestėti augmenijai ir atsirasti viskam, kas kada nors čia buvo.
Žinių apie pokalbio temą žmonėms suteikia jau 6 klasė mokykloje, bet kai kurie dar nebaigė studijų, o kai kurie ten taip ilgai, kad jau viską pamiršo. Nepaisant to, kiekvienas išsilavinęs žmogus turėtų žinoti, iš ko susideda jį supantis pasaulis, ypač ta jo dalis, nuo kurios tiesiogiai priklauso pati jo normalaus gyvenimo galimybė.
Kaip vadinasi kiekvienas atmosferos sluoksnis, kokiame aukštyje jis yra, kokį vaidmenį jis atlieka? Visi šie klausimai bus aptarti toliau.
Žemės atmosferos sandara
Žvelgiant į dangų, ypač kai jis visiškai be debesų, labai sunku net įsivaizduoti, kad jis turi tokią sudėtingą ir daugiasluoksnę struktūrą, kad temperatūra ten skirtinguose aukščiuose yra labai skirtinga ir kad ji yra ten, aukštyje, kad vyksta visai augalijai ir faunai svarbiausi procesai.žemėje.
Jei ne tokia sudėtinga planetos dujų dangos sudėtis, čia tiesiog nebūtų gyvybės ir net jos atsiradimo galimybės.
Pirmuosius bandymus ištirti šią aplinkinio pasaulio dalį padarė senovės graikai, tačiau jie negalėjo per daug nueiti savo išvadose, nes neturėjo reikiamos techninės bazės. Jie nematė skirtingų sluoksnių ribų, negalėjo išmatuoti jų temperatūros, ištirti komponentų sudėties ir pan.
Iš esmės tik oro reiškiniai pažangiausius protus paskatino manyti, kad matomas dangus nėra toks paprastas, kaip atrodo.
Manoma, kad šiuolaikinio dujinio apvalkalo aplink Žemę struktūra formavosi trimis etapais. Pirmiausia buvo pirminė vandenilio ir helio atmosfera, paimta iš kosmoso.
Tada ugnikalnių išsiveržimas užpildė orą kitų dalelių mase ir atsirado antrinė atmosfera. Perėjus visas pagrindines chemines reakcijas ir dalelių atsipalaidavimo procesus, susidarė esama situacija.
Atmosferos sluoksniai pagal žemės paviršių ir jų charakteristikos
Planetos dujinio apvalkalo struktūra yra gana sudėtinga ir įvairi. Panagrinėkime tai išsamiau, palaipsniui pasiekdami aukščiausius lygius.
Troposfera
Be ribinio sluoksnio, troposfera yra žemiausias atmosferos sluoksnis. Jis tęsiasi iki maždaug 8-10 km aukščio virš žemės paviršiaus poliariniuose regionuose, 10-12 km aukštyje vidutinio klimato ir 16-18 km aukštyje tropinėse dalyse.
Įdomus faktas:šis atstumas gali skirtis priklausomai nuo metų laiko – žiemą jis kiek mažesnis nei vasarą.
Troposferos ore yra pagrindinė gyvybę teikianti jėga visai gyvybei žemėje. Jame yra apie 80% viso turimo atmosferos oro, daugiau nei 90% vandens garų, būtent čia susidaro debesys, ciklonai ir kiti atmosferos reiškiniai.
Įdomu pastebėti laipsnišką temperatūros mažėjimą kylant nuo planetos paviršiaus. Mokslininkai apskaičiavo, kad kas 100 m aukščio temperatūra sumažėja apie 0,6-0,7 laipsnio.
Stratosfera
Kitas svarbiausias sluoksnis yra stratosfera. Stratosferos aukštis yra maždaug 45–50 kilometrų. Jis prasideda nuo 11 km ir čia jau vyrauja neigiama temperatūra, pasiekianti net -57 ° С.
Kodėl šis sluoksnis svarbus žmonėms, visiems gyvūnams ir augalams? Būtent čia, 20-25 kilometrų aukštyje, yra ozono sluoksnis – jis sulaiko nuo saulės sklindančius ultravioletinius spindulius ir sumažina jų naikinamąjį poveikį augalijai ir faunai iki priimtinos vertės.
Labai įdomu pastebėti, kad stratosfera sugeria daugelio rūšių spinduliuotę, kuri į žemę patenka iš saulės, kitų žvaigždžių ir kosmoso. Iš šių dalelių gaunama energija atitenka čia esančių molekulių ir atomų jonizacijai, atsiranda įvairių cheminių junginių.
Visa tai veda prie tokio garsaus ir spalvingo reiškinio kaip šiaurės pašvaistė.
Mezosfera
Mezosfera prasideda maždaug 50 ir tęsiasi iki 90 kilometrų. Gradientas arba temperatūros kritimas pasikeitus aukščiui čia nėra toks didelis, kaip apatiniuose sluoksniuose. Viršutinėse šio apvalkalo ribose temperatūra yra apie -80°C. Šio regiono sudėtis apima apie 80% azoto ir 20% deguonies.
Svarbu pažymėti, kad mezosfera yra tam tikra negyva zona bet kokiems skraidantiems įrenginiams. Lėktuvai čia negali skristi, nes oras yra itin retas, o palydovai negali skristi tokiame mažame aukštyje, nes turimas oro tankis jiems yra labai didelis.
Kita įdomi mezosferos savybė yra būtent čia sudega į planetą pataikię meteoritai. Tokių nuo žemės nutolusių sluoksnių tyrimai atliekami specialių raketų pagalba, tačiau proceso efektyvumas menkas, todėl regiono pažinimas palieka daug norimų rezultatų.
Termosfera
Iš karto po to, kai ateina svarstomas sluoksnis termosfera, kurios aukštis km tęsiasi net 800 km. Tam tikra prasme tai beveik atvira erdvė. Yra agresyvus kosminės spinduliuotės, radiacijos, saulės spinduliuotės poveikis.
Visa tai sukelia tokį nuostabų ir gražų reiškinį kaip aurora borealis.
Žemiausias termosferos sluoksnis įkaista iki maždaug 200 K ar daugiau temperatūros. Taip nutinka dėl elementarių procesų tarp atomų ir molekulių, jų rekombinacijos ir spinduliavimo.
Viršutiniai sluoksniai įkaista dėl čia tekančių magnetinių audrų, elektros srovių, kurios susidaro tuo pačiu metu. Patalynės temperatūra nėra vienoda ir gali labai smarkiai svyruoti.
Termosferoje skrenda dauguma dirbtinių palydovų, balistinių kūnų, pilotuojamų stočių ir kt. Taip pat išbandomi įvairių ginklų ir raketų paleidimai.
Egzosfera
Egzosfera arba, kaip ji dar vadinama sklaidos sfera, yra aukščiausias mūsų atmosferos lygis, jos riba, po kurios seka tarpplanetinė kosminė erdvė. Egzosfera prasideda maždaug iš 800-1000 kilometrų aukščio.
Tankūs sluoksniai lieka užnugaryje ir čia oras itin išretėjęs, bet kokios iš šono nukritusios dalelės dėl labai silpno gravitacijos tiesiog nunešamos į erdvę.
Šis apvalkalas baigiasi maždaug 3000–3500 km aukštyje, o dalelių čia beveik nėra. Ši zona vadinama artimuoju kosminiu vakuumu. Čia vyrauja ne atskiros dalelės įprastoje būsenoje, o plazma, dažniausiai visiškai jonizuota.
Atmosferos svarba Žemės gyvenime
Taip atrodo visi pagrindiniai mūsų planetos atmosferos sandaros lygiai. Jo detalioje schemoje gali būti ir kiti regionai, bet jie jau antraeilės svarbos.
Svarbu tai pastebėti Atmosfera vaidina lemiamą vaidmenį gyvybei Žemėje. Daug ozono jo stratosferoje leidžia florai ir faunai pabėgti nuo mirtinų radiacijos ir spinduliuotės iš kosmoso poveikio.
Taip pat čia formuojasi oras, vyksta visi atmosferos reiškiniai, kyla ir miršta ciklonai, vėjai, nusistovi vienoks ar kitoks slėgis. Visa tai turi tiesioginės įtakos žmogaus, visų gyvų organizmų ir augalų būklei.
Artimiausias sluoksnis – troposfera – suteikia mums galimybę kvėpuoti, prisotina visą gyvybę deguonimi ir leidžia jai gyventi. Net nedideli atmosferos struktūros ir sudėties nukrypimai gali turėti didžiausią neigiamą poveikį visoms gyvoms būtybėms.
Todėl dabar tokia akcija pradedama prieš kenksmingus automobilių ir gamybos išmetimus, aplinkosaugininkai skambina pavojaus varpais dėl ozono sluoksnio storio, Žaliųjų partija ir kiti panašūs stoja už maksimalų gamtos tausojimą. Tai vienintelis būdas pratęsti normalų gyvenimą žemėje ir nepadaryti jo nepakeliamu klimato požiūriu.
Žemės atmosfera yra dujinis planetos apvalkalas. Apatinė atmosferos riba eina netoli žemės paviršiaus (hidrosfera ir žemės pluta), o viršutinė – kontakto su kosmosu sritis (122 km). Atmosferoje yra daug skirtingų elementų. Pagrindiniai yra: 78% azoto, 20% deguonies, 1% argono, anglies dioksido, neono galio, vandenilio ir kt. Įdomius faktus galite peržiūrėti straipsnio pabaigoje arba paspaudę ant.
Atmosfera turi skirtingus oro sluoksnius. Oro sluoksniai skiriasi temperatūra, dujų skirtumu ir jų tankiu bei. Pažymėtina, kad stratosferos ir troposferos sluoksniai apsaugo Žemę nuo saulės spinduliuotės. Aukštesniuose sluoksniuose gyvas organizmas gali gauti mirtiną ultravioletinių saulės spindulių spektro dozę. Norėdami greitai pereiti į norimą atmosferos sluoksnį, spustelėkite atitinkamą sluoksnį:
Troposfera ir tropopauzė
Troposfera – temperatūra, slėgis, aukštis virš jūros lygio
Viršutinė riba laikoma maždaug 8–10 km. Vidutinio klimato platumose 16 - 18 km, o poliarinėse 10 - 12 km. Troposfera Tai apatinis pagrindinis atmosferos sluoksnis. Šiame sluoksnyje yra daugiau nei 80% visos atmosferos oro masės ir beveik 90% visų vandens garų. Būtent troposferoje atsiranda konvekcija ir turbulencija, susidaro ir atsiranda ciklonai. Temperatūra mažėja didėjant ūgiui. Gradientas: 0,65°/100 m Įkaitinta žemė ir vanduo įkaitina gaubiamąjį orą. Įkaitęs oras kyla aukštyn, atvėsta ir susidaro debesys. Temperatūra viršutinėse sluoksnio ribose gali siekti -50/70 °C.
Būtent šiame sluoksnyje keičiasi klimato oro sąlygos. Apatinė troposferos riba vadinama paviršius nes jame yra daug lakiųjų mikroorganizmų ir dulkių. Vėjo greitis didėja didėjant šio sluoksnio aukščiui.
tropopauzė
Tai pereinamasis troposferos sluoksnis į stratosferą. Čia nutrūksta temperatūros mažėjimo priklausomybė didėjant aukščiui. Tropopauzė – tai mažiausias aukštis, kuriame vertikalus temperatūros gradientas nukrenta iki 0,2°C/100 m. Tropopauzės aukštis priklauso nuo stiprių klimato reiškinių, tokių kaip ciklonai. Tropopauzės aukštis mažėja virš ciklonų ir didėja virš anticiklonų.
Stratosfera ir stratopauzė
Stratosferos sluoksnio aukštis yra maždaug nuo 11 iki 50 km. 11-25 km aukštyje yra nedidelis temperatūros pokytis. 25–40 km aukštyje, inversija temperatūra, nuo 56,5 pakyla iki 0,8°C. Nuo 40 km iki 55 km temperatūra išlieka apie 0°C. Ši sritis vadinama - stratopauzė.
Stratosferoje stebimas saulės spinduliuotės poveikis dujų molekulėms, jos disocijuoja į atomus. Šiame sluoksnyje beveik nėra vandens garų. Šiuolaikiniai viršgarsiniai komerciniai orlaiviai dėl stabilių skrydžio sąlygų skrenda iki 20 km aukštyje. Didelio aukščio oro balionai pakyla į 40 km aukštį. Čia tvyro pastovios oro srovės, jų greitis siekia 300 km/val. Taip pat šiame sluoksnyje yra koncentruotas ozonas, ultravioletinius spindulius sugeriantis sluoksnis.
Mezosfera ir mezopauzė – sudėtis, reakcijos, temperatūra
Mezosferos sluoksnis prasideda apie 50 km ir baigiasi apie 80-90 km. Temperatūra kylant aukštyn sumažėja apie 0,25-0,3°C/100 m. Čia pagrindinis energijos efektas yra spinduliuotės šilumos mainai. Sudėtingi fotocheminiai procesai, kuriuose dalyvauja laisvieji radikalai (turi 1 arba 2 nesuporuotus elektronus) nuo jie įgyvendina švytėjimas atmosfera.
Beveik visi meteorai sudega mezosferoje. Mokslininkai šią sritį pavadino Ignorosfera. Šią zoną tyrinėti sunku, nes aerodinaminė aviacija čia labai prasta dėl oro tankio, kuris yra 1000 kartų mažesnis nei Žemėje. O dirbtiniams palydovams paleisti tankis vis dar labai didelis. Tyrimai atliekami meteorologinių raketų pagalba, bet tai – iškrypimas. Mezopauzė pereinamasis sluoksnis tarp mezosferos ir termosferos. Minimali temperatūra -90°C.
Karmano linija
Kišeninė linija vadinama riba tarp Žemės atmosferos ir kosmoso. Tarptautinės aviacijos federacijos (FAI) duomenimis, šios sienos aukštis siekia 100 km. Šis apibrėžimas buvo suteiktas amerikiečių mokslininko Theodoro von Karmano garbei. Jis nustatė, kad maždaug tokiame aukštyje atmosferos tankis yra toks mažas, kad aerodinaminė aviacija čia tampa neįmanoma, nes orlaivio greitis turi būti didesnis pirmasis erdvės greitis. Tokiame aukštyje garso barjero sąvoka praranda prasmę. Čia jūs galite valdyti orlaivį tik dėl reaktyviųjų jėgų.
Termosfera ir termopauzė
Viršutinė šio sluoksnio riba yra apie 800 km. Temperatūra pakyla iki maždaug 300 km, kur siekia apie 1500 K. Aukščiau temperatūra išlieka nepakitusi. Šiame sluoksnyje yra Poliarinės šviesos- atsiranda dėl saulės spinduliuotės poveikio orui. Šis procesas dar vadinamas atmosferos deguonies jonizacija.
Dėl mažo oro retėjimo skrydžiai virš Karmano linijos galimi tik balistinėmis trajektorijomis. Visi pilotuojami orbitiniai skrydžiai (išskyrus skrydžius į Mėnulį) vyksta šiame atmosferos sluoksnyje.
Egzosfera – tankis, temperatūra, aukštis
Egzosferos aukštis viršija 700 km. Čia dujos labai išretėja, o procesas vyksta išsklaidymas— dalelių nutekėjimas į tarpplanetinę erdvę. Tokių dalelių greitis gali siekti 11,2 km/sek. Saulės aktyvumo augimas lemia šio sluoksnio storio plėtimąsi.
- Dujų korpusas neskrenda į kosmosą dėl gravitacijos. Orą sudaro dalelės, turinčios savo masę. Iš gravitacijos dėsnio galima daryti išvadą, kad kiekvienas objektas, turintis masę, traukia Žemę.
- Buys-Ballot įstatymas teigia, kad jei esate Šiaurės pusrutulyje ir stovite nugara į vėją, tada aukšto slėgio zona bus dešinėje, o žemo slėgio - kairėje. Pietų pusrutulyje bus atvirkščiai.
Atmosfera yra dujinis mūsų planetos apvalkalas, besisukantis kartu su Žeme. Atmosferoje esančios dujos vadinamos oru. Atmosfera liečiasi su hidrosfera ir iš dalies dengia litosferą. Tačiau sunku nustatyti viršutines ribas. Paprastai manoma, kad atmosfera tęsiasi aukštyn apie tris tūkstančius kilometrų. Ten jis sklandžiai patenka į beorę erdvę.
Žemės atmosferos cheminė sudėtis
Atmosferos cheminės sudėties formavimasis prasidėjo maždaug prieš keturis milijardus metų. Iš pradžių atmosferą sudarė tik lengvosios dujos – helis ir vandenilis. Mokslininkų teigimu, pradinės prielaidos aplink Žemę sukurti dujų apvalkalą buvo ugnikalnių išsiveržimai, kurie kartu su lava išmetė didžiulį kiekį dujų. Vėliau dujų mainai prasidėjo vandens erdvėmis, gyvais organizmais, jų veiklos produktais. Oro sudėtis palaipsniui keitėsi ir dabartinė forma buvo fiksuota prieš kelis milijonus metų.
Pagrindiniai atmosferos komponentai yra azotas (apie 79%) ir deguonis (20%). Likusią procentinę dalį (1%) sudaro šios dujos: argonas, neonas, helis, metanas, anglies dioksidas, vandenilis, kriptonas, ksenonas, ozonas, amoniakas, sieros dioksidas ir azotas, azoto oksidas ir anglies monoksidas. proc.
Be to, ore yra vandens garų ir kietųjų dalelių (augalų žiedadulkių, dulkių, druskų kristalų, aerozolių priemaišų).
Neseniai mokslininkai pastebėjo ne kokybinį, o kiekybinį kai kurių oro sudedamųjų dalių pokytį. O to priežastis – žmogus ir jo veikla. Tik per pastaruosius 100 metų anglies dvideginio kiekis smarkiai išaugo! Tai kupina daug problemų, iš kurių globaliausia yra klimato kaita.
Oro ir klimato formavimasis
Atmosfera vaidina labai svarbų vaidmenį formuojant klimatą ir orą Žemėje. Daug kas priklauso nuo saulės šviesos kiekio, požeminio paviršiaus pobūdžio ir atmosferos cirkuliacijos.
Pažvelkime į veiksnius eilės tvarka.
1. Atmosfera perduoda saulės spindulių šilumą ir sugeria kenksmingą spinduliuotę. Senovės graikai žinojo, kad Saulės spinduliai krenta į skirtingas Žemės vietas skirtingais kampais. Pats žodis „klimatas“ vertime iš senovės graikų reiškia „šlaitas“. Taigi ties pusiauju saulės spinduliai krenta beveik vertikaliai, nes čia labai karšta. Kuo arčiau polių, tuo didesnis pasvirimo kampas. Ir temperatūra krenta.
2. Dėl netolygaus Žemės įkaitimo atmosferoje susidaro oro srovės. Jie skirstomi pagal dydį. Mažiausi (dešimtys ir šimtai metrų) yra vietiniai vėjai. Po to seka musonai ir pasatai, ciklonai ir anticiklonai, planetų frontalinės zonos.
Visos šios oro masės nuolat juda. Kai kurie iš jų yra gana statiški. Pavyzdžiui, pasatai, pučiantys iš subtropikų pusiaujo link. Kitų judėjimas labai priklauso nuo atmosferos slėgio.
3. Atmosferos slėgis yra dar vienas veiksnys, turintis įtakos klimato formavimuisi. Tai oro slėgis žemės paviršiuje. Kaip žinote, oro masės juda iš aukšto atmosferos slėgio zonos į vietovę, kurioje šis slėgis yra mažesnis.
Iš viso yra 7 zonos. Pusiaujas yra žemo slėgio zona. Be to, abiejose pusiaujo pusėse iki trisdešimtos platumos - aukšto slėgio sritis. Nuo 30° iki 60° – vėl žemas slėgis. O nuo 60° iki polių – aukšto slėgio zona. Tarp šių zonų cirkuliuoja oro masės. Tie, kurie eina iš jūros į sausumą, atneša lietų ir blogą orą, o tie, kurie pučia iš žemynų, atneša giedrą ir sausą orą. Oro srovių susidūrimo vietose susidaro atmosferos fronto zonos, kurioms būdingi krituliai ir žvarbus, vėjuotas oras.
Mokslininkai įrodė, kad net ir žmogaus savijauta priklauso nuo atmosferos slėgio. Pagal tarptautinius standartus normalus atmosferos slėgis yra 760 mm Hg. kolonėlė 0°C temperatūroje. Šis skaičius skaičiuojamas toms žemės plotams, kurios yra beveik viename lygyje su jūros lygiu. Slėgis mažėja didėjant aukščiui. Todėl, pavyzdžiui, Sankt Peterburgui 760 mm Hg. - yra norma. Tačiau Maskvai, kuri yra aukščiau, normalus slėgis yra 748 mm Hg.
Slėgis keičiasi ne tik vertikaliai, bet ir horizontaliai. Tai ypač jaučiama slenkant ciklonams.
Atmosferos struktūra
Atmosfera yra tarsi sluoksniuotas pyragas. Ir kiekvienas sluoksnis turi savo ypatybes.
. Troposfera yra arčiausiai Žemės esantis sluoksnis. Tolstant nuo pusiaujo šio sluoksnio „storis“ keičiasi. Virš pusiaujo sluoksnis tęsiasi į viršų 16-18 km, vidutinio klimato juostose - 10-12 km, ašigaliais - 8-10 km.
Čia yra 80% visos oro masės ir 90% vandens garų. Čia susidaro debesys, kyla ciklonai ir anticiklonai. Oro temperatūra priklauso nuo vietovės aukščio. Vidutiniškai jis nukrenta 0,65°C kas 100 metrų.
. tropopauzė- pereinamasis atmosferos sluoksnis. Jo aukštis – nuo kelių šimtų metrų iki 1-2 km. Oro temperatūra vasarą aukštesnė nei žiemą. Taigi, pavyzdžiui, virš ašigalių žiemą -65 ° C. O virš pusiaujo bet kuriuo metų laiku yra -70 ° C.
. Stratosfera- tai sluoksnis, kurio viršutinė riba eina 50-55 kilometrų aukštyje. Turbulencija čia maža, vandens garų kiekis ore yra nereikšmingas. Bet ozono daug. Didžiausia jo koncentracija yra 20-25 km aukštyje. Stratosferoje oro temperatūra pradeda kilti ir pasiekia +0,8 ° C. Taip yra dėl to, kad ozono sluoksnis sąveikauja su ultravioletine spinduliuote.
. Stratopauzė- žemas tarpinis sluoksnis tarp stratosferos ir ją einančios mezosferos.
. Mezosfera- viršutinė šio sluoksnio riba yra 80-85 kilometrai. Čia vyksta sudėtingi fotocheminiai procesai, kuriuose dalyvauja laisvieji radikalai. Būtent jie suteikia mūsų planetai švelnų mėlyną švytėjimą, matomą iš kosmoso.
Dauguma kometų ir meteoritų sudega mezosferoje.
. Mezopauzė- kitas tarpinis sluoksnis, kurio oro temperatūra yra ne mažesnė kaip -90 °.
. Termosfera- apatinė riba prasideda 80 - 90 km aukštyje, o viršutinė sluoksnio riba eina maždaug ties 800 km žyma. Oro temperatūra kyla. Jis gali svyruoti nuo +500° C iki +1000° C. Dienos metu temperatūros svyravimai siekia šimtus laipsnių! Tačiau oras čia toks retas, kad termino „temperatūra“ supratimas, kaip mes įsivaizduojame, čia netinka.
. Jonosfera- jungia mezosferą, mezopauzę ir termosferą. Čia esantį orą daugiausia sudaro deguonies ir azoto molekulės, taip pat beveik neutrali plazma. Saulės spinduliai, patekę į jonosferą, stipriai jonizuoja oro molekules. Apatiniame sluoksnyje (iki 90 km) jonizacijos laipsnis yra mažas. Kuo didesnis, tuo didesnė jonizacija. Taigi, 100–110 km aukštyje elektronai koncentruojasi. Tai prisideda prie trumpųjų ir vidutinių radijo bangų atspindžio.
Svarbiausias jonosferos sluoksnis yra viršutinis, esantis 150-400 km aukštyje. Jo ypatumas yra tas, kad jis atspindi radijo bangas, o tai prisideda prie radijo signalų perdavimo dideliais atstumais.
Būtent jonosferoje atsiranda toks reiškinys kaip aurora.
. Egzosfera- susideda iš deguonies, helio ir vandenilio atomų. Dujos šiame sluoksnyje yra labai retos, o vandenilio atomai dažnai patenka į kosmosą. Todėl šis sluoksnis vadinamas „išsklaidymo zona“.
Pirmasis mokslininkas, kuris pasiūlė, kad mūsų atmosfera turi svorį, buvo italas E. Torricelli. Pavyzdžiui, Ostapas Benderis romane „Auksinis veršis“ apgailestavo, kad kiekvieną žmogų slegia 14 kg sverianti oro kolonėlė! Tačiau didysis strategas šiek tiek suklydo. Suaugęs žmogus patiria 13-15 tonų spaudimą! Bet mes to sunkumo nejaučiame, nes atmosferos slėgį subalansuoja vidinis žmogaus slėgis. Mūsų atmosferos svoris yra 5 300 000 000 000 000 tonų. Skaičius kolosalus, nors tesudaro milijoną mūsų planetos svorio.
Pirmiausia paaiškinkime, kas yra stratosfera? Ir ką ji atstovauja?
Stratosfera – žemės atmosferos sluoksnis, jo storis apie 39 kilometrai, prasideda 11 kilometrų ir baigiasi apie 50 kilometrų. Ši atmosferos dalis turi viršutinį ir apatinį sluoksnį. Apatinis sluoksnis prasideda nuo 11 kilometrų ir baigiasi 25 kilometrų aukštyje, toliau, nuo dvidešimt penkių kilometrų, viršutinis stratosferos sluoksnis pakyla iki 50 kilometrų, čia temperatūra svyruoja nuo -56 laipsnių iki +0,8 laipsnių Celsijaus.
Stratosferoje yra apie 90 procentų planetos ozono, o likusi dalis yra troposferoje – atmosferos dalyje, kuri iš karto seka po stratosferos, kuri sudaro 10 procentų ozono. Ozonas yra alotropinė deguonies modifikacija, susidedanti iš triatominių O3 molekulių. Normaliomis sąlygomis – mėlynos dujos. Suskystintas virsta indigo skysčiu. Kietos formos tai tamsiai mėlyni, beveik juodi kristalai.
Mūsų ozono storis maždaug trisdešimties kilometrų aukštyje bus nuo 1,7 milimetrų iki 4 milimetrų storio, to pakanka, kad apsaugotume mūsų fauną ir florą, kurioje mes gyvename ir gyvename. Ozono randama ir žemės paviršiuje. Kai kuriais atvejais tai yra mirtina, kitais - ne. Sergantiems plaučių ligomis naudinga, pušynuose galima rasti ozono, pušys gamina O3 junginius. Ozonas kenkia pasėliams ir miškų augimui, todėl, padidėjus ozono kiekiui žemėje, mažėja žemės ūkio pasėliai ir atsiranda paprasto deguonies, reikalingo visoms gyvoms būtybėms, gamyba.
Dvidešimt pirmame amžiuje išryškėjo tokia problema kaip ozono sluoksnio ardymas. Taip nutinka virš Antarktidos žemyninės dalies, kur ozono kiekis stratosferoje siekia tik 60 procentų – tai vadinama ozono skyle. Ozono skylė praleidžia įvairius spindulius iš kosmoso, kurie žudo visą gyvybę žemėje.
Skrydžiai į stratosferą prasidėjo XX amžiaus 30-aisiais. Plačiai žinomas skrydis pirmuoju stratosferos balionu (FNRS-1), kurį Auguste'as Picardas ir Paulas Kipferis atliko 1931 m. gegužės 27 d., į 16,2 km aukštį. SSRS Picardo skrydžiai sukėlė didelį susidomėjimą, 1933-1934 metais buvo pastatyti stratosferiniai balionai „SSSR-1“ ir „Osoaviakhim-1“.
1933 09 30 K. D. Godunovo suprojektuotas „SSSR-1“ skrido į 19 km aukštį, užfiksuodamas naują pasaulio rekordą. Kartu su Godunovu stratosferos balioną pilotavo E. K. Birnbaumas ir iškilus sovietų oro balionininkas G. A. Prokofjevas. Šiuolaikiniai koviniai ir viršgarsiniai komerciniai lėktuvai dėl stabilesnių skrydžio sąlygų skrenda stratosferoje iki 20 km aukštyje (nors dinaminės lubos gali būti ir daug didesnės).
Didelio aukščio oro balionai pakyla iki 40 km; nepilotuojamo oro baliono rekordas – 51,8 km. Pastaruoju metu JAV kariniuose sluoksniuose daug dėmesio skiriama stratosferos sluoksnių, esančių aukščiau 20 km, vystymuisi, dažnai vadinamų „pre-space“ (angl. „near space“). Daroma prielaida, kad nepilotuojami dirižabliai ir saulės energija varomi orlaiviai (kaip NASA Pathfinder) galės ilgai išbūti maždaug 30 km aukštyje ir užtikrinti stebėjimą bei ryšį labai didelėse teritorijose, likdami pažeidžiami oro gynybos sistemų; tokie įrenginiai bus daug kartų pigesni nei palydovai.
Jūros lygis - 101,3 kPa (1 atm.; 760 mm Hg atmosferos slėgis), vidutinis tankis 2,7 1019 molekulių cm³.0,5 km – 80% pasaulio žmonių gyvena iki tokio aukščio.
2 km – iki tokio aukščio gyvena 99% pasaulio gyventojų.
2-3 km - neaklimatizuotų žmonių negalavimų (kalnų ligos) pasireiškimo pradžia.
4,7 km – MFA reikia papildomo deguonies tiekimo pilotams ir keleiviams.
5,0 km – 50% atmosferos slėgio jūros lygyje.
5,3 km – pusė visos atmosferos masės yra žemiau šio aukščio (šiek tiek žemiau Elbruso kalno viršūnės).
6 km - nuolatinių žmonių gyvenimo riba, sausumos gyvybės kalnuose riba.
6,6 km – aukščiausias akmeninis pastatas (Mount Lullaillaco, Pietų Amerika).
7 km – žmogaus prisitaikymo prie ilgo buvimo kalnuose riba.
8,2 km – mirties riba be deguonies kaukės: net sveikas ir treniruotas žmogus gali bet kurią akimirką netekti sąmonės ir mirti.
8,848 km – aukščiausias Žemės taškas Everesto kalnas – pasiekiamumo pėsčiomis riba.
9 km - prisitaikymo prie trumpalaikio atmosferos oro kvėpavimo riba.
12 km - kvėpavimas oru prilygsta buvimui erdvėje (tas pats sąmonės netekimo laikas ~ 10-20 s); trumpalaikio kvėpavimo grynu deguonimi be papildomo slėgio riba; ikigarsinių keleivinių lainerių lubos.
15 km – kvėpavimas grynu deguonimi prilygsta buvimui kosmose.
16 km – dėvint didelio aukščio kostiumą reikia papildomo spaudimo kabinoje. Virš galvos liko 10% atmosferos.
10-18 km – riba tarp troposferos ir stratosferos skirtingose platumose (tropopauzė). Tai taip pat įprastų debesų pakilimo riba, išretėjęs ir sausas oras tęsiasi toliau.
18.9-19.35 – Armstrongo linija – erdvės pradžia žmogaus kūnui – verdantis vanduo žmogaus kūno temperatūroje. Vidiniai kūno skysčiai tokiame aukštyje dar neverda, nes organizmas sukuria pakankamai vidinio spaudimo, kad išvengtų šio poveikio, tačiau gali pradėti virti seilės ir ašaros, susidarius putoms, paburksta akys.
19 km - tamsiai violetinio dangaus ryškumas zenite yra 5% giedro mėlyno dangaus ryškumo jūros lygyje (74,3-75 žvakės, palyginti su 1500 žvakių m²), ryškiausios žvaigždės ir planetos matomos dienos metu. .
20 km – pirminės kosminės spinduliuotės intensyvumas pradeda vyrauti prieš antrinę (gimstančią atmosferoje).
20 km - oro balionų (karšto oro balionų) lubos (19 811 m).
20-22 km - viršutinė biosferos riba: gyvų sporų ir bakterijų pakilimo į atmosferą oro srovėmis riba.
20-25 km - dangaus šviesumas dienos metu yra 20-40 kartų mažesnis už šviesumą jūros lygyje tiek visiško saulės užtemimo juostos centre, tiek sutemus, kai Saulė yra 9-10 laipsnių žemiau matomas horizontas ir žvaigždės iki 2 dydžio.
25 km – dieną galima važiuoti pagal ryškias žvaigždes.
25-26 km – maksimalus esamų reaktyvinių lėktuvų pastovaus skrydžio aukštis (praktinės lubos).
15-30 km - ozono sluoksnis skirtingose platumose.
34,668 km – oficialus dviejų stratonautų valdomo baliono (stratosferos baliono) aukščio rekordas (Project Strato-Lab, 1961).
35 km - erdvės pradžia vandeniui arba trigubas vandens taškas: tokiame aukštyje vanduo užverda 0 ° C temperatūroje, o aukščiau jo negali būti skysto pavidalo.
37,65 km – esamų turboreaktyvinių lėktuvų aukščio rekordas (Mig-25, dinaminės lubos).
38,48 km (52 000 žingsnių) – viršutinė atmosferos riba XI amžiuje: pirmasis mokslinis atmosferos aukščio nustatymas pagal prieblandos trukmę (arabų mokslininkas Alhazenas, 965-1039).
39 km – vieno žmogaus valdomo stratosferos baliono aukščio rekordas (F. Baumgartner, 2012).
45 km yra teorinė ramjeto riba.
48 km – atmosfera nesusilpnina ultravioletinių Saulės spindulių.
50 km – riba tarp stratosferos ir mezosferos (stratopauzė).
51,694 km – paskutinis pilotuojamo aukščio rekordas prieškosminėje eroje (Josephas Walkeris raketiniu lėktuvu X-15, 1961 m. kovo 30 d.)
51,82 km – dujinio nepilotuojamo oro baliono aukščio rekordas.
55 km – atmosfera neturi įtakos kosminei spinduliuotei.
40-80 km – maksimali oro jonizacija (oro pavertimas plazma) nuo trinties į besileidžiančios transporto priemonės kėbulą įvažiuojant į atmosferą pirmuoju kosminiu greičiu.
70 km – viršutinė atmosferos riba 1714 metais pagal Edmundo Halley skaičiavimą pagal alpinistų duomenis, Boilio dėsnį ir meteorų stebėjimus.
80 km – riba tarp mezosferos ir termosferos (mezopauzė): nekrentančių debesų aukštis.
80,45 km (50 mylių) yra oficialus kosmoso ribos aukštis Jungtinėse Valstijose.
100 km – oficiali tarptautinė atmosferos ir kosmoso riba – Karmano linija, nubrėžianti ribą tarp aeronautikos ir astronautikos. Aerodinaminiai paviršiai (sparnai), prasidedantys nuo tokio aukščio, neturi prasmės, nes skrydžio greitis keltuvui sukurti tampa didesnis nei pirmasis kosminis greitis ir atmosferinis orlaivis virsta kosminiu palydovu. Terpės tankis šiame aukštyje yra 12 trilijonų molekulių 1 dm³