Atmosfer mulai terbentuk seiring dengan terbentuknya Bumi. Dalam perjalanan evolusi planet dan ketika parameternya mendekati nilai-nilai modern, ada perubahan kualitatif mendasar dalam komposisi kimia dan sifat fisiknya. Menurut model evolusi, pada tahap awal, Bumi berada dalam keadaan cair dan terbentuk sebagai benda padat sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu. Tonggak sejarah ini diambil sebagai awal dari kronologi geologi. Sejak saat itu, evolusi atmosfer yang lambat dimulai. Beberapa proses geologis (misalnya, pencurahan lava selama letusan gunung berapi) disertai dengan pelepasan gas dari perut bumi. Mereka termasuk nitrogen, amonia, metana, uap air, CO2 oksida dan CO2 karbon dioksida. Di bawah pengaruh radiasi ultraviolet matahari, uap air terurai menjadi hidrogen dan oksigen, tetapi oksigen yang dilepaskan bereaksi dengan karbon monoksida, membentuk karbon dioksida. Amonia terurai menjadi nitrogen dan hidrogen. Hidrogen, dalam proses difusi, naik dan meninggalkan atmosfer, sedangkan nitrogen yang lebih berat tidak dapat lepas dan berangsur-angsur terakumulasi, menjadi komponen utama, meskipun sebagian terikat menjadi molekul sebagai akibat dari reaksi kimia ( cm. KIMIA SUASANA). Di bawah pengaruh sinar ultraviolet dan pelepasan listrik, campuran gas yang ada di atmosfer asli Bumi mengalami reaksi kimia, akibatnya zat organik, khususnya asam amino, terbentuk. Dengan munculnya tumbuhan primitif, proses fotosintesis dimulai, disertai dengan pelepasan oksigen. Gas ini, terutama setelah difusi ke atmosfer bagian atas, mulai melindungi lapisan bawahnya dan permukaan bumi dari radiasi ultraviolet dan sinar-X yang mengancam jiwa. Menurut perkiraan teoretis, kandungan oksigen yang 25.000 kali lebih sedikit dari sekarang, sudah dapat mengarah pada pembentukan lapisan ozon yang hanya setengahnya dari sekarang. Namun, ini sudah cukup untuk memberikan perlindungan organisme yang sangat signifikan dari efek merusak sinar ultraviolet.

Sangat mungkin bahwa atmosfer utama mengandung banyak karbon dioksida. Itu dikonsumsi selama fotosintesis, dan konsentrasinya pasti menurun saat dunia tumbuhan berevolusi, dan juga karena penyerapan selama beberapa proses geologis. Sejauh efek rumah kaca Terkait dengan keberadaan karbon dioksida di atmosfer, fluktuasi konsentrasinya adalah salah satu penyebab penting dari perubahan iklim skala besar dalam sejarah Bumi, seperti zaman es.

Helium yang ada di atmosfer modern sebagian besar merupakan produk peluruhan radioaktif uranium, torium, dan radium. Unsur-unsur radioaktif ini memancarkan partikel-a, yang merupakan inti atom helium. Karena muatan listrik tidak terbentuk dan tidak hilang selama peluruhan radioaktif, dengan pembentukan setiap partikel-a, dua elektron muncul, yang bergabung kembali dengan partikel-a, membentuk atom helium netral. Unsur radioaktif terkandung dalam mineral yang tersebar di ketebalan batuan, sehingga sebagian besar helium yang terbentuk sebagai hasil peluruhan radioaktif disimpan di dalamnya, menguap sangat lambat ke atmosfer. Sejumlah tertentu helium naik ke eksosfer karena difusi, tetapi karena masuknya konstan dari permukaan bumi, volume gas ini di atmosfer tetap hampir tidak berubah. Berdasarkan analisis spektral cahaya bintang dan studi meteorit, adalah mungkin untuk memperkirakan kelimpahan relatif berbagai unsur kimia di alam semesta. Konsentrasi neon di ruang angkasa sekitar sepuluh miliar kali lebih tinggi daripada di Bumi, kripton - sepuluh juta kali, dan xenon - satu juta kali. Dari sini dapat disimpulkan bahwa konsentrasi gas-gas inert ini, yang tampaknya awalnya ada di atmosfer bumi dan tidak terisi kembali dalam proses reaksi kimia, sangat menurun, bahkan mungkin pada tahap hilangnya atmosfer utama bumi. Pengecualian adalah argon gas inert, karena masih terbentuk dalam bentuk isotop 40 Ar dalam proses peluruhan radioaktif dari isotop kalium.

Distribusi tekanan barometrik.

Berat total gas atmosfer kira-kira 4,5 10 15 ton Jadi, "berat" atmosfer per satuan luas, atau tekanan atmosfer, kira-kira 11 t / m 2 = 1,1 kg / cm 2 di permukaan laut. Tekanan sama dengan P 0 \u003d 1033,23 g / cm 2 \u003d 1013,250 mbar \u003d 760 mm Hg. Seni. = 1 atm, diambil sebagai tekanan atmosfer rata-rata standar. Untuk atmosfer dalam kesetimbangan hidrostatik, kita memiliki: d P= -rgd h, yang berarti bahwa pada interval ketinggian dari h sebelum h+d h terjadi kesetaraan antara perubahan tekanan atmosfer d P dan berat elemen atmosfer yang sesuai dengan satuan luas, kerapatan r dan ketebalan d h. Sebagai perbandingan antara tekanan R dan suhu T persamaan keadaan gas ideal dengan densitas r, yang cukup dapat diterapkan untuk atmosfer bumi, digunakan: P= r R T/m, di mana m adalah berat molekul, dan R = 8,3 J/(K mol) adalah konstanta gas universal. Lalu dlog P= – (m g/RT)d h= -bd h= – d h/H, di mana gradien tekanan dalam skala logaritmik. Kebalikan dari H disebut skala ketinggian atmosfer.

Ketika mengintegrasikan persamaan ini untuk atmosfer isotermal ( T= const) atau untuk bagiannya, di mana pendekatan seperti itu dapat diterima, hukum barometrik distribusi tekanan dengan ketinggian diperoleh: P = P 0 pengalaman (- h/H 0), di mana pembacaan ketinggian h dihasilkan dari permukaan laut, di mana tekanan rata-rata standar adalah P 0 . Ekspresi H 0=R T/ mg, disebut skala ketinggian, yang mencirikan luas atmosfer, asalkan suhu di dalamnya sama di mana-mana (atmosfer isotermal). Jika atmosfer tidak isotermal, maka perlu untuk mengintegrasikan dengan mempertimbangkan perubahan suhu dengan ketinggian, dan parameter H- beberapa karakteristik lokal dari lapisan atmosfer, tergantung pada suhu dan sifat mediumnya.

Suasana standar.

Model (tabel nilai parameter utama) sesuai dengan tekanan standar di dasar atmosfer R 0 dan komposisi kimianya disebut atmosfer standar. Lebih tepatnya, ini adalah model atmosfer bersyarat, di mana nilai rata-rata suhu, tekanan, kepadatan, viskositas, dan karakteristik udara lainnya untuk garis lintang 45° 32° 33І ditetapkan pada ketinggian dari 2 km di bawah laut. sejajar dengan batas luar atmosfer bumi. Parameter atmosfer tengah di semua ketinggian dihitung menggunakan persamaan keadaan gas ideal dan hukum barometrik dengan asumsi bahwa di permukaan laut tekanannya adalah 1013,25 hPa (760 mmHg) dan suhunya adalah 288,15 K (15,0°C). Menurut sifat distribusi suhu vertikal, atmosfer rata-rata terdiri dari beberapa lapisan, di mana masing-masing suhu didekati dengan fungsi linier ketinggian. Di lapisan terendah - troposfer (jam 11 km), suhu turun 6,5 ° C dengan setiap kilometer pendakian. Pada ketinggian tinggi, nilai dan tanda gradien suhu vertikal berubah dari lapisan ke lapisan. Di atas 790 km, suhunya sekitar 1000 K dan praktis tidak berubah dengan ketinggian.

Suasana standar adalah standar yang diperbarui secara berkala, disahkan, diterbitkan dalam bentuk tabel.

Tabel 1. Model Standar Atmosfer Bumi

Tabel 1. MODEL SUASANA BUMI STANDAR. Tabel menunjukkan: h- ketinggian dari permukaan laut, R- tekanan, T– suhu, r – kerapatan, N adalah jumlah molekul atau atom per satuan volume, H- skala ketinggian, aku adalah panjang jalur bebas. Tekanan dan temperatur pada ketinggian 80–250 km yang diperoleh dari data roket memiliki nilai yang lebih rendah. Nilai ekstrapolasi untuk ketinggian lebih dari 250 km tidak terlalu akurat.
h(km)	P(bar)	T(°C)	r (g / cm 3)	N(cm -3)	H(km)	aku(cm)
0	1013	288	1.22 10 -3	2.55 10 19	8,4	7.4 10 -6
1	899	281	1.11 10 -3	2.31 10 19		8.1 10 -6
2	795	275	1.01 10 -3	2.10 10 19		8.9 10 -6
3	701	268	9.1 10 -4	1.89 10 19		9.9 10 -6
4	616	262	8.2 10 -4	1,70 10 19		1.1 10 -5
5	540	255	7.4 10 -4	1.53 10 19	7,7	1.2 10 -5
6	472	249	6.6 10 -4	1.37 10 19		1.4 10 -5
8	356	236	5.2 10 -4	1.09 10 19		1.7 10 -5
10	264	223	4.1 10 -4	8,6 10 18	6,6	2.2 10 -5
15	121	214	1,93 10 -4	4.0 10 18		4.6 10 -5
20	56	214	8.9 10 -5	1.85 10 18	6,3	1.0 10 -4
30	12	225	1.9 10 -5	3.9 10 17	6,7	4.8 10 -4
40	2,9	268	3.9 10 -6	7.6 10 16	7,9	2.4 10 -3
50	0,97	276	1.15 10 -6	2.4 10 16	8,1	8.5 10 -3
60	0,28	260	3.9 10 -7	7.7 10 15	7,6	0,025
70	0,08	219	1.1 10 -7	2.5 10 15	6,5	0,09
80	0,014	205	2,7 10 -8	5.0 10 14	6,1	0,41
90	2.8 10 -3	210	5.0 10 -9	9 10 13	6,5	2,1
100	5.8 10 -4	230	8.8 10 -10	1,8 10 13	7,4	9
110	1.7 10 -4	260	2.1 10 –10	5.4 10 12	8,5	40
120	6 10 -5	300	5.6 10 -11	1,8 10 12	10,0	130
150	5 10 -6	450	3.2 10 -12	9 10 10	15	1,8 10 3
200	5 10 -7	700	1.6 10 -13	5 10 9	25	3 10 4
250	9 10 -8	800	3 10 -14	8 10 8	40	3 10 5
300	4 10 -8	900	8 10 -15	3 10 8	50
400	8 10 -9	1000	1 10 –15	5 10 7	60
500	2 10 -9	1000	2 10 -16	1 10 7	70
700	2 10 –10	1000	2 10 -17	1 10 6	80
1000	1 10 –11	1000	1 10 -18	1 10 5	80

Troposfer.

Lapisan atmosfer terendah dan terpadat, di mana suhu menurun dengan cepat dengan ketinggian, disebut troposfer. Ini berisi hingga 80% dari total massa atmosfer dan membentang di kutub dan lintang tengah hingga ketinggian 8-10 km, dan di daerah tropis hingga 16-18 km. Hampir semua proses pembentukan cuaca berkembang di sini, pertukaran panas dan kelembaban terjadi antara Bumi dan atmosfernya, awan terbentuk, berbagai fenomena meteorologi terjadi, kabut dan presipitasi terjadi. Lapisan atmosfer bumi ini berada dalam kesetimbangan konvektif dan, karena pencampuran aktif, memiliki komposisi kimia yang homogen, terutama dari molekul nitrogen (78%) dan oksigen (21%). Sebagian besar polutan udara aerosol dan gas alami dan buatan manusia terkonsentrasi di troposfer. Dinamika bagian bawah troposfer hingga setebal 2 km sangat tergantung pada sifat-sifat permukaan bumi yang mendasarinya, yang menentukan pergerakan horizontal dan vertikal udara (angin) karena perpindahan panas dari daratan yang lebih hangat melalui radiasi IR permukaan bumi, yang diserap di troposfer, terutama oleh uap air dan karbon dioksida (efek rumah kaca). Distribusi suhu dengan ketinggian ditetapkan sebagai hasil pencampuran turbulen dan konvektif. Rata-rata, itu sesuai dengan penurunan suhu dengan ketinggian sekitar 6,5 K/km.

Kecepatan angin di lapisan batas permukaan pertama meningkat pesat dengan ketinggian, dan lebih tinggi terus meningkat sebesar 2-3 km/s per kilometer. Kadang-kadang di troposfer ada aliran planet sempit (dengan kecepatan lebih dari 30 km / s), barat di garis lintang tengah, dan timur di dekat khatulistiwa. Mereka disebut aliran jet.

tropopause

Pada batas atas troposfer (tropopause), suhu mencapai nilai minimumnya untuk atmosfer bawah. Ini adalah lapisan transisi antara troposfer dan stratosfer di atasnya. Ketebalan tropopause adalah dari ratusan meter hingga 1,5–2 km, dan suhu dan ketinggian, masing-masing, berkisar antara 190 hingga 220 K dan dari 8 hingga 18 km, tergantung pada garis lintang geografis dan musim. Di lintang sedang dan tinggi, di musim dingin 1-2 km lebih rendah daripada di musim panas dan 8–15 K lebih hangat. Di daerah tropis, perubahan musim jauh lebih sedikit (ketinggian 16–18 km, suhu 180–200 K). Di atas aliran jet kemungkinan pecahnya tropopause.

Air di atmosfer bumi.

Fitur paling penting dari atmosfer bumi adalah adanya sejumlah besar uap air dan air dalam bentuk tetesan, yang paling mudah diamati dalam bentuk awan dan struktur awan. Derajat tutupan awan di langit (pada saat tertentu atau rata-rata selama periode waktu tertentu), dinyatakan dalam skala 10 poin atau sebagai persentase, disebut kekeruhan. Bentuk awan ditentukan oleh klasifikasi internasional. Rata-rata, awan menutupi sekitar setengah dari dunia. Kekeruhan merupakan faktor penting yang mencirikan cuaca dan iklim. Di musim dingin dan malam hari, mendung mencegah penurunan suhu permukaan bumi dan lapisan permukaan udara, di musim panas dan siang hari melemahkan pemanasan permukaan bumi oleh sinar matahari, melembutkan iklim di dalam benua.

awan.

Awan adalah akumulasi tetesan air yang tersuspensi di atmosfer (awan air), kristal es (awan es), atau keduanya (awan campuran). Saat tetesan dan kristal menjadi lebih besar, mereka jatuh dari awan dalam bentuk presipitasi. Awan terbentuk terutama di troposfer. Mereka hasil dari kondensasi uap air yang terkandung di udara. Diameter tetesan awan berada di urutan beberapa mikron. Kandungan air cair di awan adalah dari fraksi hingga beberapa gram per m3. Awan dibedakan berdasarkan ketinggian: Menurut klasifikasi internasional, ada 10 genus awan: cirrus, cirrocumulus, cirrostratus, altocumulus, altostratus, stratonimbus, stratus, stratocumulus, cumulonimbus, cumulus.

Awan mutiara juga diamati di stratosfer, dan awan noctilucent di mesosfer.

Awan Cirrus - awan transparan dalam bentuk benang putih tipis atau kerudung dengan kemilau sutra, tidak memberikan bayangan. Awan Cirrus terdiri dari kristal es dan terbentuk di troposfer atas pada suhu yang sangat rendah. Beberapa jenis awan cirrus berfungsi sebagai pertanda perubahan cuaca.

Awan Cirrocumulus adalah pegunungan atau lapisan awan putih tipis di troposfer atas. Awan Cirrocumulus dibangun dari elemen kecil yang terlihat seperti serpihan, riak, bola kecil tanpa bayangan dan sebagian besar terdiri dari kristal es.

Awan Cirrostratus - selubung tembus keputihan di troposfer atas, biasanya berserat, terkadang buram, terdiri dari jarum kecil atau kristal es berbentuk kolom.

Awan altocumulus adalah awan putih, abu-abu atau putih-abu-abu dari lapisan bawah dan tengah troposfer. Awan altocumulus terlihat seperti lapisan dan punggung bukit, seolah-olah dibangun dari pelat yang terletak satu di atas yang lain, massa bulat, poros, serpihan. Awan altocumulus terbentuk selama aktivitas konveksi yang intens dan biasanya terdiri dari tetesan air yang sangat dingin.

Awan altostratus adalah awan keabu-abuan atau kebiruan dengan struktur berserat atau seragam. Awan altostratus diamati di troposfer tengah, memanjang beberapa kilometer dan kadang-kadang ribuan kilometer dalam arah horizontal. Biasanya, awan altostratus adalah bagian dari sistem awan frontal yang terkait dengan pergerakan massa udara yang naik.

Awan Nimbostratus - lapisan awan amorf rendah (dari 2 km ke atas) dengan warna abu-abu yang seragam, menimbulkan hujan mendung atau salju. Awan Nimbostratus - sangat berkembang secara vertikal (hingga beberapa km) dan horizontal (beberapa ribu km), terdiri dari tetesan air yang sangat dingin bercampur dengan kepingan salju, biasanya terkait dengan front atmosfer.

Awan stratus - awan tingkat bawah berupa lapisan homogen tanpa garis tepi yang pasti, berwarna abu-abu. Ketinggian awan stratus di atas permukaan bumi adalah 0,5–2 km. Gerimis sesekali turun dari awan stratus.

Awan Cumulus adalah awan putih yang padat dan cerah pada siang hari dengan perkembangan vertikal yang signifikan (hingga 5 km atau lebih). Bagian atas awan kumulus terlihat seperti kubah atau menara dengan garis membulat. Awan kumulus biasanya terbentuk sebagai awan konveksi pada massa udara dingin.

Awan stratocumulus - awan rendah (di bawah 2 km) dalam bentuk lapisan tidak berserat abu-abu atau putih atau punggungan blok besar yang bundar. Ketebalan vertikal awan stratocumulus kecil. Kadang-kadang, awan stratocumulus memberikan presipitasi ringan.

Awan cumulonimbus adalah awan yang kuat dan padat dengan perkembangan vertikal yang kuat (hingga ketinggian 14 km), memberikan curah hujan lebat dengan badai petir, hujan es, badai. Awan cumulonimbus berkembang dari awan kumulus yang kuat, berbeda dari mereka di bagian atas, terdiri dari kristal es.

Stratosfir.

Melalui tropopause, rata-rata pada ketinggian 12 hingga 50 km, troposfer masuk ke stratosfer. Di bagian bawah, sekitar 10 km, yaitu. hingga ketinggian sekitar 20 km, bersifat isotermal (suhu sekitar 220 K). Kemudian meningkat dengan ketinggian, mencapai maksimum sekitar 270 K pada ketinggian 50–55 km. Inilah batas antara stratosfer dan mesosfer di atasnya, yang disebut stratopause. .

Ada jauh lebih sedikit uap air di stratosfer. Namun demikian, awan mutiara tipis tembus cahaya kadang-kadang diamati, kadang-kadang muncul di stratosfer pada ketinggian 20-30 km. Awan mutiara terlihat di langit yang gelap setelah matahari terbenam dan sebelum matahari terbit. Secara bentuk, awan mother-of-pearl menyerupai awan cirrus dan cirrocumulus.

Atmosfer tengah (mesosfer).

Pada ketinggian sekitar 50 km, mesosfer dimulai dengan puncak suhu maksimum yang lebar. . Alasan kenaikan suhu di wilayah maksimum ini adalah reaksi fotokimia eksotermik (yaitu, disertai dengan pelepasan panas) dekomposisi ozon: O 3 + hv® O 2 + O. Ozon muncul sebagai hasil dekomposisi fotokimia oksigen molekuler O 2

Tentang 2+ hv® O + O dan reaksi selanjutnya dari tumbukan rangkap tiga atom dan molekul oksigen dengan beberapa molekul ketiga M.

O + O 2 + M ® O 3 + M

Ozon dengan rakus menyerap radiasi ultraviolet di wilayah tersebut dari 2000 hingga 3000Å, dan radiasi ini memanaskan atmosfer. Ozon, yang terletak di bagian atas atmosfer, berfungsi sebagai semacam perisai yang melindungi kita dari aksi radiasi ultraviolet dari Matahari. Tanpa perisai ini, perkembangan kehidupan di Bumi dalam bentuk modernnya hampir tidak mungkin terjadi.

Secara umum, di seluruh mesosfer, suhu atmosfer menurun hingga nilai minimumnya sekitar 180 K di batas atas mesosfer (disebut mesopause, tingginya sekitar 80 km). Di sekitar mesopause, pada ketinggian 70–90 km, lapisan kristal es yang sangat tipis dan partikel debu vulkanik dan meteorit dapat muncul, diamati dalam bentuk awan noctilucent yang indah. sesaat setelah matahari terbenam.

Di mesosfer, sebagian besar, partikel meteorit padat kecil yang jatuh di Bumi terbakar, menyebabkan fenomena meteor.

Meteor, meteorit, dan bola api.

Suar dan fenomena lain di bagian atas atmosfer Bumi yang disebabkan oleh intrusi ke dalamnya dengan kecepatan 11 km / s dan di atas partikel atau benda kosmik padat disebut meteoroid. Ada jejak meteor terang yang teramati; fenomena yang paling kuat, sering disertai dengan jatuhnya meteorit, disebut bola api; meteor dikaitkan dengan hujan meteor.

hujan meteor:

1) fenomena beberapa meteor jatuh selama beberapa jam atau hari dari satu pancaran.

2) segerombolan meteoroid yang bergerak dalam satu orbit mengelilingi Matahari.

Munculnya meteor secara sistematis di wilayah langit tertentu dan pada hari-hari tertentu dalam setahun, yang disebabkan oleh perpotongan orbit Bumi dengan orbit yang sama dari banyak benda meteorit yang bergerak dengan kecepatan yang kira-kira sama dan terarah. jalur di langit tampaknya keluar dari satu titik yang sama (bercahaya). Mereka dinamai konstelasi di mana pancaran berada.

Hujan meteor membuat kesan mendalam dengan efek pencahayaannya, tetapi meteor individu jarang terlihat. Jauh lebih banyak lagi meteor yang tidak terlihat, terlalu kecil untuk dilihat pada saat mereka ditelan oleh atmosfer. Beberapa meteor terkecil mungkin tidak memanas sama sekali, tetapi hanya ditangkap oleh atmosfer. Partikel kecil ini mulai dari ukuran beberapa milimeter hingga sepersepuluh ribu milimeter disebut mikrometeorit. Jumlah materi meteor yang memasuki atmosfer setiap hari adalah dari 100 hingga 10.000 ton, dengan sebagian besar materi ini adalah mikrometeorit.

Karena materi meteorik terbakar sebagian di atmosfer, komposisi gasnya diisi kembali dengan jejak berbagai elemen kimia. Misalnya, meteor batu membawa litium ke atmosfer. Pembakaran meteor logam mengarah pada pembentukan besi bulat kecil, besi-nikel dan tetesan lainnya yang melewati atmosfer dan disimpan di permukaan bumi. Mereka dapat ditemukan di Greenland dan Antartika, di mana lapisan es hampir tidak berubah selama bertahun-tahun. Ahli kelautan menemukan mereka di sedimen dasar laut.

Sebagian besar partikel meteor yang memasuki atmosfer diendapkan dalam waktu kurang lebih 30 hari. Beberapa ilmuwan percaya bahwa debu kosmik ini memainkan peran penting dalam pembentukan fenomena atmosfer seperti hujan, karena berfungsi sebagai inti kondensasi uap air. Oleh karena itu, diasumsikan bahwa curah hujan secara statistik terkait dengan hujan meteor besar. Namun, beberapa ahli percaya bahwa karena masukan total materi meteor puluhan kali lebih besar daripada hujan meteor terbesar sekalipun, perubahan jumlah total materi ini yang terjadi sebagai akibat dari salah satu hujan meteor tersebut dapat diabaikan.

Namun, tidak ada keraguan bahwa mikrometeorit terbesar dan meteorit yang terlihat meninggalkan jejak panjang ionisasi di lapisan atmosfer yang tinggi, terutama di ionosfer. Jejak tersebut dapat digunakan untuk komunikasi radio jarak jauh, karena mencerminkan gelombang radio frekuensi tinggi.

Energi meteor yang memasuki atmosfer dihabiskan terutama, dan mungkin seluruhnya, untuk pemanasannya. Ini adalah salah satu komponen kecil dari keseimbangan panas atmosfer.

Meteorit adalah benda padat yang berasal dari alam yang jatuh ke permukaan bumi dari luar angkasa. Biasanya membedakan batu, besi-batu dan besi meteorit. Yang terakhir ini terutama terdiri dari besi dan nikel. Di antara meteorit yang ditemukan, sebagian besar memiliki berat beberapa gram hingga beberapa kilogram. Yang terbesar dari yang ditemukan, meteorit besi Goba beratnya sekitar 60 ton dan masih terletak di tempat yang sama di mana ia ditemukan, di Afrika Selatan. Kebanyakan meteorit adalah pecahan asteroid, tetapi beberapa meteorit mungkin datang ke Bumi dari Bulan dan bahkan dari Mars.

Bola api adalah meteor yang sangat terang, kadang-kadang diamati bahkan di siang hari, sering kali meninggalkan jejak berasap dan disertai dengan fenomena suara; sering berakhir dengan jatuhnya meteorit.

Termosfer.

Di atas suhu minimum mesopause, termosfer dimulai, di mana suhu, pada awalnya perlahan, dan kemudian dengan cepat, mulai naik lagi. Alasannya adalah penyerapan ultraviolet, radiasi matahari pada ketinggian 150–300 km, karena ionisasi atom oksigen: O + hv® O + + e.

Di termosfer, suhu terus naik hingga ketinggian sekitar 400 km, di mana mencapai 1800 K di siang hari selama periode aktivitas matahari maksimum.Pada periode minimum, suhu yang membatasi ini bisa kurang dari 1000 K. Di atas 400 km, atmosfer masuk ke eksosfer isotermal. Tingkat kritis (dasar eksosfer) terletak di ketinggian sekitar 500 km.

Aurora dan banyak orbit satelit buatan, serta awan noctilucent - semua fenomena ini terjadi di mesosfer dan termosfer.

Lampu Kutub.

Di lintang tinggi, aurora diamati selama gangguan medan magnet. Mereka mungkin berlangsung selama beberapa menit, tetapi sering terlihat selama beberapa jam. Aurora sangat bervariasi dalam bentuk, warna, dan intensitas, yang semuanya terkadang berubah sangat cepat dari waktu ke waktu. Spektrum aurora terdiri dari garis emisi dan pita. Beberapa emisi dari langit malam ditingkatkan dalam spektrum aurora, terutama garis hijau dan merah dari l 5577 dan l 6300 oksigen. Kebetulan salah satu dari garis ini berkali-kali lebih intens daripada yang lain, dan ini menentukan warna pancaran yang terlihat: hijau atau merah. Gangguan medan magnet juga disertai gangguan komunikasi radio di daerah kutub. Gangguan ini disebabkan oleh perubahan ionosfer, yang berarti bahwa selama badai magnetik, sumber ionisasi yang kuat beroperasi. Telah ditetapkan bahwa badai magnet yang kuat terjadi ketika ada kelompok besar tempat di dekat pusat piringan matahari. Pengamatan telah menunjukkan bahwa badai tidak terkait dengan bintik-bintik itu sendiri, tetapi dengan semburan matahari yang muncul selama pengembangan sekelompok bintik.

Aurora adalah rentang cahaya dari berbagai intensitas dengan gerakan cepat yang diamati di daerah lintang tinggi di Bumi. Aurora visual berisi garis emisi hijau (5577Å) dan merah (6300/6364Å) dari oksigen atom dan pita molekul N 2, yang tereksitasi oleh partikel energik yang berasal dari matahari dan magnetosfer. Emisi ini biasanya ditampilkan pada ketinggian sekitar 100 km ke atas. Istilah aurora optik digunakan untuk merujuk pada aurora visual dan spektrum emisi inframerah hingga ultraviolet. Energi radiasi di bagian spektrum inframerah secara signifikan melebihi energi wilayah yang terlihat. Ketika aurora muncul, emisi diamati dalam kisaran ULF (

Bentuk aurora yang sebenarnya sulit untuk diklasifikasikan; Istilah-istilah berikut ini paling sering digunakan:

1. Busur atau garis seragam yang tenang. Busur biasanya memanjang ~1000 km ke arah paralel geomagnetik (menuju Matahari di daerah kutub) dan memiliki lebar dari satu hingga beberapa puluh kilometer. Strip adalah generalisasi dari konsep busur, biasanya tidak memiliki bentuk busur yang teratur, tetapi melengkung dalam bentuk S atau dalam bentuk spiral. Busur dan pita terletak di ketinggian 100–150 km.

2. Sinar aurora . Istilah ini mengacu pada struktur aurora yang membentang di sepanjang garis medan magnet dengan ekstensi vertikal dari beberapa puluh hingga beberapa ratus kilometer. Panjang sinar di sepanjang horizontal kecil, dari beberapa puluh meter hingga beberapa kilometer. Sinar biasanya diamati dalam busur atau sebagai struktur terpisah.

3. Noda atau permukaan . Ini adalah area cahaya terisolasi yang tidak memiliki bentuk tertentu. Bintik-bintik individu mungkin terkait.

4. Kerudung. Bentuk aurora yang tidak biasa, yang merupakan cahaya seragam yang menutupi area langit yang luas.

Menurut strukturnya, aurora dibagi menjadi homogen, semir, dan bercahaya. Berbagai istilah digunakan; busur berdenyut, permukaan berdenyut, permukaan difus, garis bercahaya, tirai, dll. Ada klasifikasi aurora menurut warnanya. Menurut klasifikasi ini, jenis aurora TETAPI. Bagian atas atau seluruhnya berwarna merah (6300–6364 ). Mereka biasanya muncul di ketinggian 300-400 km selama aktivitas geomagnetik tinggi.

Tipe Aurora PADA berwarna merah di bagian bawah dan terkait dengan pendaran pita sistem N 2 positif pertama dan sistem O 2 negatif pertama. Bentuk aurora seperti itu muncul selama fase aurora yang paling aktif.

Zona aurora – ini adalah zona frekuensi maksimum terjadinya aurora di malam hari, menurut pengamat pada titik tetap di permukaan bumi. Zona ini terletak di 67° lintang utara dan selatan, dan lebarnya sekitar 6°. Terjadinya aurora maksimum, sesuai dengan momen waktu geomagnetik lokal tertentu, terjadi di sabuk mirip oval (aurora oval), yang terletak secara asimetris di sekitar kutub geomagnetik utara dan selatan. Aurora oval ditetapkan dalam koordinat lintang-waktu, dan zona aurora adalah tempat titik-titik di wilayah tengah malam oval dalam koordinat lintang-bujur. Sabuk oval terletak sekitar 23° dari kutub geomagnetik di sektor malam dan 15° di sektor siang.

Auroral oval dan zona aurora. Lokasi aurora oval tergantung pada aktivitas geomagnetik. Oval menjadi lebih lebar pada aktivitas geomagnetik tinggi. Zona aurora atau batas oval aurora lebih baik diwakili oleh L 6.4 daripada koordinat dipol. Garis medan geomagnetik pada batas sektor siang hari dari aurora oval bertepatan dengan magnetopause. Ada perubahan posisi aurora oval tergantung pada sudut antara sumbu geomagnetik dan arah Bumi-Matahari. Oval aurora juga ditentukan berdasarkan data pengendapan partikel (elektron dan proton) dari energi tertentu. Posisinya dapat ditentukan secara independen dari data di caspakho di siang hari dan di magnetotail.

Variasi harian frekuensi kemunculan aurora di zona aurora maksimum pada tengah malam geomagnetik dan minimum pada siang hari geomagnetik. Di sisi oval yang hampir khatulistiwa, frekuensi kemunculan aurora menurun tajam, tetapi bentuk variasi diurnal dipertahankan. Di sisi kutub oval, frekuensi kemunculan aurora berkurang secara bertahap dan ditandai dengan perubahan diurnal yang kompleks.

Intensitas aurora.

Intensitas Aurora ditentukan dengan mengukur permukaan luminance yang tampak. Permukaan kecerahan Saya aurora dalam arah tertentu ditentukan oleh total emisi 4p Saya foton/(cm 2 s). Karena nilai ini bukan kecerahan permukaan sebenarnya, tetapi mewakili emisi dari kolom, satuan foton/(cm 2 kolom s) biasanya digunakan dalam studi aurora. Satuan yang biasa digunakan untuk mengukur emisi total adalah Rayleigh (Rl) sama dengan 106 foton / (cm 2 kolom s). Satuan intensitas aurora yang lebih praktis ditentukan dari emisi satu garis atau pita. Misalnya, intensitas aurora ditentukan oleh koefisien kecerahan internasional (ICF) menurut data intensitas garis hijau (5577 ); 1 kRl = I MKH, 10 kRl = II MKH, 100 kRl = III MKH, 1000 kRl = IV MKH (intensitas aurora maksimum). Klasifikasi ini tidak dapat digunakan untuk aurora merah. Salah satu penemuan zaman (1957–1958) adalah pembentukan distribusi spasial dan temporal aurora dalam bentuk oval yang dipindahkan relatif terhadap kutub magnet. Dari ide sederhana tentang bentuk lingkaran distribusi aurora relatif terhadap kutub magnet, transisi ke fisika modern magnetosfer selesai. Kehormatan penemuan itu milik O. Khorosheva, dan G. Starkov, J. Feldshtein, S-I. Aurora oval adalah wilayah dampak paling kuat dari angin matahari di bagian atas atmosfer bumi. Intensitas aurora paling besar di oval, dan dinamikanya terus dipantau oleh satelit.

Busur merah aurora yang stabil.

busur merah aurora yang stabil, atau disebut busur merah garis lintang tengah atau M-busur, adalah busur lebar subvisual (di bawah batas kepekaan mata), membentang dari timur ke barat selama ribuan kilometer dan mengelilingi, mungkin, seluruh Bumi. Luas garis lintang busur adalah 600 km. Emisi dari busur merah aurora stabil hampir monokromatik di garis merah l 6300 dan l 6364 . Baru-baru ini, garis emisi lemah l 5577 (OI) dan l 4278 (N + 2) juga telah dilaporkan. Busur merah yang persisten diklasifikasikan sebagai aurora, tetapi mereka muncul di ketinggian yang jauh lebih tinggi. Batas bawah terletak pada ketinggian 300 km, batas atas sekitar 700 km. Intensitas busur merah aurora yang tenang dalam emisi l 6300 berkisar dari 1 hingga 10 kRl (nilai tipikal adalah 6 kRl). Ambang sensitivitas mata pada panjang gelombang ini adalah sekitar 10 kR, sehingga busur jarang diamati secara visual. Namun, pengamatan menunjukkan bahwa kecerahannya >50 kR pada 10% malam. Umur busur yang biasa adalah sekitar satu hari, dan mereka jarang muncul di hari-hari berikutnya. Gelombang radio dari satelit atau sumber radio yang melintasi busur merah aurora stabil mengalami kilauan, menunjukkan adanya ketidakhomogenan kerapatan elektron. Penjelasan teoretis dari busur merah adalah bahwa elektron yang dipanaskan di wilayah tersebut F ionosfer menyebabkan peningkatan atom oksigen. Pengamatan satelit menunjukkan peningkatan suhu elektron di sepanjang garis medan geomagnetik yang melintasi busur merah aurora yang stabil. Intensitas busur ini berkorelasi positif dengan aktivitas geomagnetik (badai), dan frekuensi kemunculan busur berkorelasi positif dengan aktivitas bintik matahari matahari.

Mengubah aurora.

Beberapa bentuk aurora mengalami variasi intensitas temporal kuasi-periodik dan koheren. Aurora ini, dengan geometri stasioner yang kasar dan variasi periodik yang cepat yang terjadi dalam fase, disebut aurora yang berubah. Mereka diklasifikasikan sebagai aurora formulir R menurut International Atlas of Auroras Subdivisi yang lebih rinci dari aurora yang berubah:

R 1 (pulsating aurora) adalah cahaya dengan variasi fase yang seragam dalam kecerahan di seluruh bentuk aurora. Menurut definisi, dalam aurora berdenyut yang ideal, bagian spasial dan temporal dari pulsasi dapat dipisahkan, mis. kecerahan Saya(r,t)= saya s(r)· ITU(t). Dalam aurora yang khas R 1, pulsasi terjadi dengan frekuensi 0,01 hingga 10 Hz dengan intensitas rendah (1–2 kR). Kebanyakan aurora R 1 adalah bintik atau busur yang berdenyut dengan periode beberapa detik.

R 2 (aurora yang berapi-api). Istilah ini biasanya digunakan untuk merujuk pada gerakan seperti api yang memenuhi langit, dan tidak untuk menggambarkan satu bentuk pun. Aurora berbentuk busur dan biasanya bergerak ke atas dari ketinggian 100 km. Aurora ini relatif jarang terjadi dan lebih sering terjadi di luar aurora.

R 3 (aurora yang berkedip-kedip). Ini adalah aurora dengan variasi kecerahan yang cepat, tidak teratur, atau teratur, memberikan kesan nyala api yang berkedip-kedip di langit. Mereka muncul sesaat sebelum runtuhnya aurora. Frekuensi variasi yang umum diamati R 3 sama dengan 10 ± 3 Hz.

Istilah streaming aurora, yang digunakan untuk kelas aurora berdenyut lainnya, mengacu pada variasi kecerahan yang tidak teratur yang bergerak cepat secara horizontal dalam busur dan pita aurora.

Aurora yang berubah adalah salah satu fenomena matahari-terestrial yang menyertai denyut medan geomagnetik dan radiasi sinar-X aurora yang disebabkan oleh pengendapan partikel asal matahari dan magnetosfer.

Cahaya tutup kutub dicirikan oleh intensitas tinggi pita sistem N + 2 negatif pertama (λ 3914 ). Biasanya pita N + 2 ini lima kali lebih intens daripada garis hijau OI l 5577 , intensitas absolut dari cahaya tutup kutub adalah dari 0,1 hingga 10 kRl (biasanya 1-3 kRl). Dengan aurora ini, yang muncul selama periode PCA, cahaya seragam menutupi seluruh tutup kutub hingga garis lintang geomagnetik 60° pada ketinggian 30 hingga 80 km. Ini dihasilkan terutama oleh proton matahari dan partikel d dengan energi 10-100 MeV, yang menciptakan ionisasi maksimum pada ketinggian ini. Ada jenis cahaya lain di zona aurora, yang disebut aurora mantel. Untuk jenis aurora glow ini, intensitas harian maksimum di pagi hari adalah 1–10 kR, dan intensitas minimumnya lima kali lebih lemah. Pengamatan aurora mantel sedikit dan intensitasnya tergantung pada aktivitas geomagnetik dan matahari.

Cahaya atmosfer didefinisikan sebagai radiasi yang dihasilkan dan dipancarkan oleh atmosfer planet. Ini adalah radiasi non-termal atmosfer, dengan pengecualian emisi aurora, pelepasan petir, dan emisi jejak meteor. Istilah ini digunakan dalam kaitannya dengan atmosfer bumi (pendar malam, pancaran senja, dan pancaran siang). Cahaya atmosfer hanyalah sebagian kecil dari cahaya yang tersedia di atmosfer. Sumber lainnya adalah cahaya bintang, cahaya zodiak, dan cahaya siang hari yang tersebar dari Matahari. Kadang-kadang, cahaya atmosfer bisa mencapai 40% dari jumlah total cahaya. Airglow terjadi di lapisan atmosfer dengan ketinggian dan ketebalan yang bervariasi. Spektrum cahaya atmosfer mencakup panjang gelombang dari 1000 hingga 22,5 m. Garis emisi utama dalam airglow adalah l 5577 , yang muncul pada ketinggian 90–100 km dalam lapisan setebal 30–40 km. Munculnya cahaya ini disebabkan oleh mekanisme Champen yang didasarkan pada rekombinasi atom oksigen. Garis emisi lainnya adalah l 6300 , muncul dalam kasus rekombinasi O + 2 disosiatif dan emisi NI l 5198/5201 dan NI l 5890/5896 .

Intensitas cahaya atmosfer diukur dalam Rayleighs. Kecerahan (dalam Rayleighs) sama dengan 4 rb, di mana c adalah permukaan sudut luminansi lapisan pemancar dalam satuan 106 foton/(cm 2 sr s). Intensitas cahaya tergantung pada garis lintang (berbeda untuk emisi yang berbeda), dan juga bervariasi di siang hari dengan maksimum mendekati tengah malam. Korelasi positif dicatat untuk pancaran udara pada emisi l 5577 dengan jumlah bintik matahari dan fluks radiasi matahari pada panjang gelombang 10,7 cm. Pancaran udara diamati selama eksperimen satelit. Dari luar angkasa, tampak seperti cincin cahaya yang mengelilingi Bumi dan memiliki warna kehijauan.

Ozonosfer.

Pada ketinggian 20–25 km, konsentrasi maksimum ozon O3 dalam jumlah yang dapat diabaikan (hingga 2x10–7 kandungan oksigen!), yang terjadi di bawah pengaruh radiasi ultraviolet matahari pada ketinggian sekitar 10 hingga 50 km, tercapai, melindungi planet ini dari radiasi matahari pengion. Meskipun jumlah molekul ozon sangat kecil, mereka melindungi semua kehidupan di Bumi dari efek berbahaya radiasi gelombang pendek (ultraviolet dan sinar-X) dari Matahari. Jika Anda mengendapkan semua molekul ke dasar atmosfer, Anda mendapatkan lapisan yang tebalnya tidak lebih dari 3-4 mm! Pada ketinggian di atas 100 km, proporsi gas ringan meningkat, dan pada ketinggian yang sangat tinggi, helium dan hidrogen mendominasi; banyak molekul terdisosiasi menjadi atom-atom terpisah, yang terionisasi di bawah pengaruh radiasi matahari yang keras, membentuk ionosfer. Tekanan dan kepadatan udara di atmosfer bumi berkurang dengan ketinggian. Tergantung pada distribusi suhu, atmosfer bumi dibagi menjadi troposfer, stratosfer, mesosfer, termosfer dan eksosfer. .

Berada di ketinggian 20-25 km lapisan ozon. Ozon terbentuk karena peluruhan molekul oksigen selama penyerapan radiasi ultraviolet matahari dengan panjang gelombang lebih pendek dari 0,1-0,2 mikron. Oksigen bebas bergabung dengan molekul O 2 dan membentuk O 3 ozon, yang dengan rakus menyerap semua sinar ultraviolet yang lebih pendek dari 0,29 mikron. Molekul ozon O 3 mudah dihancurkan oleh radiasi gelombang pendek. Oleh karena itu, meskipun menipis, lapisan ozon secara efektif menyerap radiasi ultraviolet Matahari, yang telah melewati lapisan atmosfer yang lebih tinggi dan lebih transparan. Berkat ini, organisme hidup di Bumi dilindungi dari efek berbahaya sinar ultraviolet dari Matahari.

Ionosfir.

Radiasi matahari mengionisasi atom dan molekul atmosfer. Tingkat ionisasi menjadi signifikan sudah pada ketinggian 60 kilometer dan terus meningkat dengan jarak dari Bumi. Pada ketinggian yang berbeda di atmosfer, proses berturut-turut disosiasi berbagai molekul dan ionisasi berikutnya dari berbagai atom dan ion terjadi. Pada dasarnya, ini adalah molekul oksigen O 2, nitrogen N 2 dan atomnya. Tergantung pada intensitas proses ini, berbagai lapisan atmosfer yang terletak di atas 60 kilometer disebut lapisan ionosfer. , dan totalitasnya adalah ionosfer . Lapisan bawah, yang ionisasinya tidak signifikan, disebut neutrosfer.

Konsentrasi maksimum partikel bermuatan di ionosfer dicapai pada ketinggian 300-400 km.

Sejarah studi tentang ionosfer.

Hipotesis adanya lapisan konduktif di atmosfer atas diajukan pada tahun 1878 oleh ilmuwan Inggris Stuart untuk menjelaskan ciri-ciri medan geomagnetik. Kemudian pada tahun 1902, secara independen satu sama lain, Kennedy di Amerika Serikat dan Heaviside di Inggris menunjukkan bahwa untuk menjelaskan perambatan gelombang radio jarak jauh, perlu untuk mengasumsikan keberadaan daerah dengan konduktivitas tinggi di lapisan tinggi. atmosfer. Pada tahun 1923, Akademisi M.V. Shuleikin, dengan mempertimbangkan fitur perambatan gelombang radio dari berbagai frekuensi, sampai pada kesimpulan bahwa setidaknya ada dua lapisan reflektif di ionosfer. Kemudian, pada tahun 1925, peneliti Inggris Appleton dan Barnet, serta Breit dan Tuve, secara eksperimental membuktikan untuk pertama kalinya keberadaan daerah yang memantulkan gelombang radio, dan meletakkan dasar untuk studi sistematis mereka. Sejak saat itu, studi sistematis tentang sifat-sifat lapisan ini, yang umumnya disebut ionosfer, telah dilakukan, yang memainkan peran penting dalam sejumlah fenomena geofisika yang menentukan pemantulan dan penyerapan gelombang radio, yang sangat penting untuk praktis. tujuan, khususnya, untuk memastikan komunikasi radio yang andal.

Pada 1930-an, pengamatan sistematis keadaan ionosfer dimulai. Di negara kita, atas inisiatif M.A. Bonch-Bruevich, instalasi untuk suara berdenyutnya dibuat. Banyak sifat umum ionosfer, ketinggian dan kerapatan elektron dari lapisan utamanya telah diselidiki.

Pada ketinggian 60–70 km, lapisan D teramati; pada ketinggian 100–120 km, lapisan E, pada ketinggian, pada ketinggian 180–300 km lapisan ganda F 1 dan F 2. Parameter utama dari lapisan ini diberikan pada Tabel 4.

Tabel 4

Tabel 4
Wilayah ionosfer	Ketinggian maksimum, km	saya , K	Hari		Malam tidak , cm -3	, m 3 s – 1
			min tidak , cm -3	Maks tidak , cm -3
D	70	20	100	200	10	10 –6
E	110	270	1,5 10 5	3 10 5	3000	10 –7
F 1	180	800–1500	3 10 5	5 10 5	–	3 10 -8
F 2 (musim dingin)	220–280	1000–2000	6 10 5	25 10 5	~10 5	2 10 –10
F 2 (musim panas)	250–320	1000–2000	2 10 5	8 10 5	~3 10 5	10 –10
tidak adalah konsentrasi elektron, e adalah muatan elektron, saya adalah suhu ion, a΄ adalah koefisien rekombinasi (yang menentukan tidak dan perubahannya dari waktu ke waktu)

Rata-rata diberikan karena bervariasi untuk garis lintang, waktu, dan musim yang berbeda. Data tersebut diperlukan untuk memastikan komunikasi radio jarak jauh. Mereka digunakan dalam memilih frekuensi operasi untuk berbagai link radio gelombang pendek. Mengetahui perubahannya tergantung pada keadaan ionosfer pada waktu yang berbeda dalam sehari dan di musim yang berbeda sangat penting untuk memastikan keandalan komunikasi radio. Ionosfer adalah kumpulan lapisan atmosfer bumi yang terionisasi, mulai dari ketinggian sekitar 60 km dan meluas hingga ketinggian puluhan ribu km. Sumber utama ionisasi atmosfer Bumi adalah radiasi ultraviolet dan sinar-X Matahari, yang terjadi terutama di kromosfer matahari dan korona. Selain itu, tingkat ionisasi atmosfer bagian atas dipengaruhi oleh aliran sel surya yang terjadi selama semburan matahari, serta sinar kosmik dan partikel meteor.

Lapisan ionosfer

adalah area di atmosfer di mana nilai maksimum konsentrasi elektron bebas tercapai (mis., Jumlahnya per satuan volume). Elektron bebas bermuatan listrik dan (pada tingkat lebih rendah, ion yang kurang bergerak) yang dihasilkan dari ionisasi atom gas atmosfer, berinteraksi dengan gelombang radio (yaitu osilasi elektromagnetik), dapat mengubah arahnya, memantulkan atau membiaskannya, dan menyerap energinya. Akibatnya, saat menerima stasiun radio yang jauh, berbagai efek dapat terjadi, misalnya, radio memudar, peningkatan kemampuan mendengar dari stasiun yang jauh, pemadaman listrik dll. fenomena.

Metode penelitian.

Metode klasik mempelajari ionosfer dari Bumi direduksi menjadi pulsa terdengar - mengirimkan pulsa radio dan mengamati refleksi mereka dari berbagai lapisan ionosfer dengan mengukur waktu tunda dan mempelajari intensitas dan bentuk sinyal yang dipantulkan. Dengan mengukur ketinggian pantulan pulsa radio pada frekuensi yang berbeda, menentukan frekuensi kritis dari berbagai wilayah (frekuensi pembawa pulsa radio di mana wilayah ionosfer ini menjadi transparan disebut frekuensi kritis), dimungkinkan untuk menentukan nilai kerapatan elektron di lapisan dan ketinggian efektif untuk frekuensi tertentu, dan pilih frekuensi optimal untuk jalur radio tertentu. Dengan perkembangan teknologi roket dan munculnya zaman antariksa satelit Bumi buatan (AES) dan pesawat ruang angkasa lainnya, menjadi mungkin untuk secara langsung mengukur parameter plasma ruang dekat Bumi, yang bagian bawahnya adalah ionosfer.

Pengukuran kerapatan elektron yang dilakukan dari roket yang diluncurkan secara khusus dan di sepanjang jalur penerbangan satelit mengonfirmasi dan menyempurnakan data yang sebelumnya diperoleh dengan metode berbasis darat pada struktur ionosfer, distribusi kerapatan elektron dengan ketinggian di berbagai wilayah di Bumi, dan memungkinkan untuk mendapatkan nilai kerapatan elektron di atas maksimum utama - lapisan F. Sebelumnya, tidak mungkin melakukan ini dengan metode membunyikan berdasarkan pengamatan pulsa radio panjang gelombang pendek yang dipantulkan. Telah ditemukan bahwa di beberapa wilayah di dunia terdapat daerah yang cukup stabil dengan kerapatan elektron rendah, "angin ionosfer" teratur, proses gelombang aneh muncul di ionosfer yang membawa gangguan ionosfer lokal ribuan kilometer dari tempat eksitasinya, dan lebih banyak. Penciptaan perangkat penerima yang sangat sensitif memungkinkan untuk melakukan di stasiun-stasiun suara berdenyut dari ionosfer penerimaan sinyal berdenyut yang sebagian dipantulkan dari daerah terendah ionosfer (stasiun refleksi parsial). Penggunaan instalasi pulsa yang kuat dalam rentang panjang gelombang meter dan desimeter dengan penggunaan antena yang memungkinkan konsentrasi energi radiasi yang tinggi memungkinkan untuk mengamati sinyal yang tersebar oleh ionosfer pada berbagai ketinggian. Studi tentang fitur spektrum sinyal-sinyal ini, tersebar secara tidak koheren oleh elektron dan ion plasma ionosfer (untuk ini, stasiun hamburan gelombang radio yang tidak koheren digunakan) memungkinkan untuk menentukan konsentrasi elektron dan ion, setaranya suhu di berbagai ketinggian hingga ketinggian beberapa ribu kilometer. Ternyata ionosfer cukup transparan untuk frekuensi yang digunakan.

Konsentrasi muatan listrik (kerapatan elektron sama dengan ion satu) di ionosfer bumi pada ketinggian 300 km adalah sekitar 106 cm–3 pada siang hari. Plasma dengan kepadatan ini memantulkan gelombang radio yang lebih panjang dari 20 m, sementara memancarkan gelombang yang lebih pendek.

Distribusi vertikal kerapatan elektron di ionosfer untuk kondisi siang dan malam.

Perambatan gelombang radio di ionosfer.

Penerimaan yang stabil dari stasiun penyiaran jarak jauh tergantung pada frekuensi yang digunakan, serta pada waktu hari, musim dan, di samping itu, pada aktivitas matahari. Aktivitas matahari secara signifikan mempengaruhi keadaan ionosfer. Gelombang radio yang dipancarkan oleh stasiun bumi merambat dalam garis lurus, seperti semua jenis gelombang elektromagnetik. Namun, harus diperhitungkan bahwa baik permukaan Bumi maupun lapisan atmosfernya yang terionisasi berfungsi seolah-olah pelat kapasitor besar, yang bertindak seperti cermin pada cahaya. Dipantulkan dari mereka, gelombang radio dapat melakukan perjalanan ribuan kilometer, membungkuk di seluruh dunia dalam lompatan besar ratusan dan ribuan kilometer, memantulkan secara bergantian dari lapisan gas terionisasi dan dari permukaan bumi atau air.

Pada 20-an abad terakhir, diyakini bahwa gelombang radio yang lebih pendek dari 200 m umumnya tidak cocok untuk komunikasi jarak jauh karena daya serap yang kuat. Eksperimen pertama pada penerimaan gelombang pendek jarak jauh melintasi Atlantik antara Eropa dan Amerika dilakukan oleh fisikawan Inggris Oliver Heaviside dan insinyur listrik Amerika Arthur Kennelly. Secara independen satu sama lain, mereka menyarankan bahwa di suatu tempat di sekitar Bumi ada lapisan atmosfer terionisasi yang dapat memantulkan gelombang radio. Itu disebut lapisan Heaviside - Kennelly, dan kemudian - ionosfer.

Menurut konsep modern, ionosfer terdiri dari elektron bebas bermuatan negatif dan ion bermuatan positif, terutama oksigen molekuler O + dan oksida nitrat NO + . Ion dan elektron terbentuk sebagai hasil disosiasi molekul dan ionisasi atom gas netral oleh sinar-X matahari dan radiasi ultraviolet. Untuk mengionisasi atom, perlu untuk menginformasikannya tentang energi ionisasi, yang sumber utamanya untuk ionosfer adalah ultraviolet, sinar-X, dan radiasi sel Matahari.

Selama kulit gas Bumi diterangi oleh Matahari, semakin banyak elektron yang terus terbentuk di dalamnya, tetapi pada saat yang sama, beberapa elektron, bertabrakan dengan ion, bergabung kembali, lagi-lagi membentuk partikel netral. Setelah matahari terbenam, produksi elektron baru hampir berhenti, dan jumlah elektron bebas mulai berkurang. Semakin banyak elektron bebas di ionosfer, semakin baik gelombang frekuensi tinggi yang dipantulkan darinya. Dengan penurunan konsentrasi elektron, perjalanan gelombang radio hanya dimungkinkan dalam rentang frekuensi rendah. Itulah sebabnya pada malam hari, sebagai suatu peraturan, dimungkinkan untuk menerima stasiun yang jauh hanya dalam kisaran 75, 49, 41 dan 31 m. Elektron didistribusikan secara tidak merata di ionosfer. Pada ketinggian 50 sampai 400 km, terdapat beberapa lapisan atau daerah yang kerapatan elektronnya meningkat. Daerah-daerah ini dengan mulus bertransisi satu sama lain dan mempengaruhi propagasi gelombang radio HF dengan cara yang berbeda. Lapisan atas ionosfer dilambangkan dengan huruf F. Berikut adalah tingkat ionisasi tertinggi (fraksi partikel bermuatan sekitar 10–4). Itu terletak di ketinggian lebih dari 150 km di atas permukaan bumi dan memainkan peran reflektif utama dalam perambatan gelombang radio frekuensi tinggi pita HF. Pada bulan-bulan musim panas, wilayah F pecah menjadi dua lapisan - F 1 dan F 2. Lapisan F1 dapat menempati ketinggian dari 200 hingga 250 km, dan lapisan F 2 tampak “mengambang” pada kisaran ketinggian 300–400 km. Biasanya berlapis F 2 terionisasi jauh lebih kuat dari lapisan F satu . lapisan malam F 1 menghilang dan berlapis F 2 tetap, perlahan-lahan kehilangan hingga 60% derajat ionisasinya. Di bawah lapisan F, pada ketinggian 90 hingga 150 km, terdapat lapisan E, yang ionisasinya terjadi di bawah pengaruh radiasi sinar-X lunak dari Matahari. Derajat ionisasi lapisan E lebih rendah daripada F, pada siang hari, penerimaan stasiun pita HF frekuensi rendah 31 dan 25 m terjadi ketika sinyal dipantulkan dari lapisan E. Biasanya ini adalah stasiun yang terletak pada jarak 1000-1500 km. Pada malam hari di lapisan E ionisasi menurun tajam, tetapi bahkan saat ini terus memainkan peran penting dalam penerimaan sinyal dari stasiun di pita 41, 49 dan 75 m.

Sangat menarik untuk menerima sinyal pita frekuensi tinggi HF 16, 13 dan 11 m yang timbul di daerah tersebut. E interlayers (awan) ionisasi sangat meningkat. Luas awan ini dapat bervariasi dari beberapa hingga ratusan kilometer persegi. Lapisan peningkatan ionisasi ini disebut lapisan sporadis. E dan dilambangkan Es. Awan Es dapat bergerak di ionosfer di bawah pengaruh angin dan mencapai kecepatan hingga 250 km/jam. Di musim panas, di garis lintang tengah pada siang hari, asal gelombang radio karena awan Es terjadi 15-20 hari per bulan. Dekat khatulistiwa, itu hampir selalu ada, dan di lintang tinggi biasanya muncul di malam hari. Kadang-kadang, pada tahun-tahun aktivitas matahari rendah, ketika tidak ada jalur ke pita frekuensi tinggi HF, stasiun jauh tiba-tiba muncul dengan kenyaringan yang baik pada pita 16, 13 dan 11 m, yang sinyalnya berulang kali dipantulkan dari Es.

Wilayah terendah dari ionosfer adalah wilayah D terletak di ketinggian antara 50 dan 90 km. Ada relatif sedikit elektron bebas di sini. Dari daerah D gelombang panjang dan menengah dipantulkan dengan baik, dan sinyal stasiun HF frekuensi rendah diserap dengan kuat. Setelah matahari terbenam, ionisasi menghilang dengan sangat cepat dan menjadi mungkin untuk menerima stasiun yang jauh dalam kisaran 41, 49 dan 75 m, yang sinyalnya dipantulkan dari lapisan. F 2 dan E. Lapisan ionosfer yang terpisah memainkan peran penting dalam perambatan sinyal radio HF. Dampak pada gelombang radio terutama karena adanya elektron bebas di ionosfer, meskipun mekanisme propagasi gelombang radio dikaitkan dengan keberadaan ion besar. Yang terakhir ini juga menarik dalam studi sifat kimia atmosfer, karena mereka lebih aktif daripada atom dan molekul netral. Reaksi kimia yang terjadi di ionosfer memainkan peran penting dalam keseimbangan energi dan listriknya.

ionosfer biasa. Pengamatan yang dilakukan dengan bantuan roket geofisika dan satelit telah memberikan banyak informasi baru, menunjukkan bahwa ionisasi atmosfer terjadi di bawah pengaruh radiasi matahari spektrum luas. Bagian utamanya (lebih dari 90%) terkonsentrasi di bagian spektrum yang terlihat. Radiasi ultraviolet dengan panjang gelombang yang lebih pendek dan lebih banyak energi daripada sinar violet dipancarkan oleh hidrogen di bagian dalam atmosfer Matahari (kromosfer), dan radiasi sinar-X, yang bahkan memiliki energi lebih tinggi, dipancarkan oleh gas-gas di bagian luar Matahari. cangkang (korona).

Keadaan normal (rata-rata) ionosfer disebabkan oleh radiasi kuat yang konstan. Perubahan reguler terjadi di ionosfer normal di bawah pengaruh rotasi harian Bumi dan perbedaan musiman dalam sudut datangnya sinar matahari pada siang hari, tetapi perubahan tak terduga dan tiba-tiba dalam keadaan ionosfer juga terjadi.

Gangguan di ionosfer

Seperti diketahui, manifestasi aktivitas berulang yang kuat terjadi di Matahari, yang mencapai maksimum setiap 11 tahun. Pengamatan di bawah program Tahun Geofisika Internasional (IGY) bertepatan dengan periode aktivitas matahari tertinggi untuk seluruh periode pengamatan meteorologi sistematis, yaitu. dari awal abad ke-18. Selama periode aktivitas tinggi, kecerahan beberapa area di Matahari meningkat beberapa kali, dan kekuatan radiasi ultraviolet dan sinar-X meningkat tajam. Fenomena seperti itu disebut semburan matahari. Mereka berlangsung dari beberapa menit hingga satu atau dua jam. Selama suar, plasma matahari meletus (terutama proton dan elektron), dan partikel elementer bergegas ke luar angkasa. Radiasi elektromagnetik dan sel-sel Matahari pada saat-saat semburan seperti itu memiliki efek yang kuat pada atmosfer Bumi.

Reaksi awal dicatat 8 menit setelah kilatan, ketika radiasi ultraviolet dan sinar-X yang intens mencapai Bumi. Akibatnya, ionisasi meningkat tajam; sinar-x menembus atmosfer hingga batas bawah ionosfer; jumlah elektron di lapisan ini meningkat sedemikian rupa sehingga sinyal radio hampir sepenuhnya diserap ("padam"). Penyerapan radiasi tambahan menyebabkan pemanasan gas, yang berkontribusi pada perkembangan angin. Gas terionisasi merupakan penghantar listrik, dan ketika bergerak dalam medan magnet bumi, muncul efek dinamo dan terjadi arus listrik. Arus seperti itu, pada gilirannya, dapat menyebabkan gangguan medan magnet yang nyata dan memanifestasikan dirinya dalam bentuk badai magnet.

Struktur dan dinamika atmosfer bagian atas pada dasarnya ditentukan oleh proses termodinamika nonequilibrium yang terkait dengan ionisasi dan disosiasi oleh radiasi matahari, proses kimia, eksitasi molekul dan atom, penonaktifannya, tumbukan, dan proses dasar lainnya. Dalam hal ini, derajat nonequilibrium meningkat dengan tinggi karena densitas menurun. Hingga ketinggian 500–1000 km, dan seringkali bahkan lebih tinggi, tingkat ketidakseimbangan untuk banyak karakteristik atmosfer atas cukup kecil, yang memungkinkan seseorang untuk menggunakan hidrodinamika klasik dan hidromagnetik dengan memungkinkan reaksi kimia untuk menggambarkannya.

Eksosfer adalah lapisan luar atmosfer bumi, mulai dari ketinggian beberapa ratus kilometer, dari mana atom hidrogen yang ringan dan bergerak cepat dapat melarikan diri ke luar angkasa.

Edward Kononovich

Literatur:

Pudovkin M.I. Dasar-dasar fisika matahari. Sankt Peterburg, 2001
Eris Chaisson, Steve McMillan Astronomi hari ini. Prentice Hall Inc. Sungai Pelana Atas, 2002
Materi online: http://ciencia.nasa.gov/



Pada 0 °C - 1,0048 10 3 J / (kg K), Cv - 0,7159 10 3 J / (kg K) (pada 0 °C). Kelarutan udara dalam air (berdasarkan massa) pada 0 ° C - 0,0036%, pada 25 ° C - 0,0023%.

Selain gas-gas yang ditunjukkan dalam tabel, atmosfer juga mengandung Cl 2, SO 2, NH 3, CO, O 3, NO 2, hidrokarbon, HCl,, HBr, uap, I 2, Br 2, serta banyak lainnya. gas dalam jumlah kecil. Di troposfer selalu ada sejumlah besar partikel padat dan cair tersuspensi (aerosol). Radon (Rn) adalah gas paling langka di atmosfer bumi.

Struktur atmosfer

lapisan batas atmosfer

Lapisan bawah atmosfer yang berdekatan dengan permukaan bumi (tebal 1-2 km) di mana pengaruh permukaan ini secara langsung mempengaruhi dinamikanya.

Troposfer

Batas atasnya berada pada ketinggian 8-10 km di kutub, 10-12 km di daerah beriklim sedang dan 16-18 km di garis lintang tropis; lebih rendah di musim dingin daripada di musim panas. Lapisan utama atmosfer yang lebih rendah mengandung lebih dari 80% dari total massa udara atmosfer dan sekitar 90% dari semua uap air yang ada di atmosfer. Turbulensi dan konveksi sangat berkembang di troposfer, awan muncul, siklon dan antisiklon berkembang. Suhu menurun dengan ketinggian dengan gradien vertikal rata-rata 0,65 °/100 m

tropopause

Lapisan peralihan dari troposfer ke stratosfer, lapisan atmosfer di mana penurunan suhu dengan ketinggian berhenti.

Stratosfir

Lapisan atmosfer terletak pada ketinggian 11 sampai 50 km. Sedikit perubahan suhu pada lapisan 11-25 km (lapisan bawah stratosfer) dan peningkatannya pada lapisan 25-40 km dari 56,5 menjadi 0,8 ° (stratosfer atas atau wilayah inversi) adalah tipikal. Setelah mencapai nilai sekitar 273 K (hampir 0 °C) pada ketinggian sekitar 40 km, suhu tetap konstan hingga ketinggian sekitar 55 km. Daerah bersuhu konstan ini disebut stratopause dan merupakan batas antara stratosfer dan mesosfer.

Stratopause

Lapisan batas atmosfer antara stratosfer dan mesosfer. Ada maksimum dalam distribusi suhu vertikal (sekitar 0 °C).

Mesosfer

Mesosfer dimulai pada ketinggian 50 km dan memanjang hingga 80-90 km. Suhu menurun dengan ketinggian dengan gradien vertikal rata-rata (0,25-0,3) °/100 m Proses energi utama adalah perpindahan panas radiasi. Proses fotokimia kompleks yang melibatkan radikal bebas, molekul yang tereksitasi secara vibrasi, dll., menyebabkan pendaran atmosfer.

Mesopause

Lapisan peralihan antara mesosfer dan termosfer. Ada minimum dalam distribusi suhu vertikal (sekitar -90 °C).

Garis Karman

Ketinggian di atas permukaan laut, yang secara konvensional diterima sebagai batas antara atmosfer bumi dan ruang angkasa. Menurut definisi FAI, Garis Karman berada pada ketinggian 100 km di atas permukaan laut.

Termosfer

Batas atas sekitar 800 km. Suhu naik ke ketinggian 200-300 km, di mana ia mencapai nilai urutan 1226,85 C, setelah itu tetap hampir konstan hingga ketinggian tinggi. Di bawah pengaruh radiasi matahari dan radiasi kosmik, udara terionisasi (" aurora") - wilayah utama ionosfer terletak di dalam termosfer. Pada ketinggian di atas 300 km, oksigen atom mendominasi. Batas atas termosfer sangat ditentukan oleh aktivitas Matahari saat ini. Selama periode aktivitas rendah - misalnya, pada 2008-2009 - ada penurunan nyata dalam ukuran lapisan ini.

Termopause

Wilayah atmosfer di atas termosfer. Di wilayah ini, penyerapan radiasi matahari tidak signifikan dan suhu tidak benar-benar berubah dengan ketinggian.

Eksosfer (bola hamburan)

Hingga ketinggian 100 km, atmosfer adalah campuran gas yang homogen dan tercampur dengan baik. Di lapisan yang lebih tinggi, distribusi gas di ketinggian tergantung pada massa molekulnya, konsentrasi gas yang lebih berat berkurang lebih cepat dengan jarak dari permukaan bumi. Karena penurunan densitas gas, suhu turun dari 0 °C di stratosfer menjadi -110 °C di mesosfer. Namun, energi kinetik partikel individu pada ketinggian 200–250 km sesuai dengan suhu ~150 °C. Di atas 200 km, fluktuasi suhu dan kerapatan gas yang signifikan diamati dalam ruang dan waktu.

Pada ketinggian sekitar 2000-3500 km, eksosfer secara bertahap melewati apa yang disebut dekat ruang hampa udara, yang diisi dengan partikel gas antarplanet yang sangat jarang, terutama atom hidrogen. Tapi gas ini hanya bagian dari materi antarplanet. Bagian lainnya terdiri dari partikel seperti debu yang berasal dari komet dan meteorik. Selain partikel seperti debu yang sangat langka, radiasi elektromagnetik dan sel-sel yang berasal dari matahari dan galaksi menembus ke dalam ruang ini.

Tinjauan

Troposfer menyumbang sekitar 80% dari massa atmosfer, stratosfer menyumbang sekitar 20%; massa mesosfer tidak lebih dari 0,3%, termosfer kurang dari 0,05% dari total massa atmosfer.

Berdasarkan sifat listrik di atmosfer, mereka memancarkan neutrosfer dan ionosfir .

Tergantung pada komposisi gas di atmosfer, mereka memancarkan homosfer dan heterosfer. heterosfer- ini adalah area di mana gravitasi berpengaruh pada pemisahan gas, karena pencampurannya pada ketinggian seperti itu dapat diabaikan. Oleh karena itu mengikuti komposisi variabel dari heterosfer. Di bawahnya terletak bagian atmosfer yang tercampur dengan baik dan homogen, yang disebut homosfer. Batas antara lapisan ini disebut turbopause, terletak di ketinggian sekitar 120 km.

Sifat lain dari atmosfer dan efeknya pada tubuh manusia

Sudah di ketinggian 5 km di atas permukaan laut, orang yang tidak terlatih mengembangkan kelaparan oksigen dan, tanpa adaptasi, kinerja seseorang berkurang secara signifikan. Di sinilah zona fisiologis atmosfer berakhir. Pernapasan manusia menjadi tidak mungkin pada ketinggian 9 km, meskipun hingga sekitar 115 km atmosfer mengandung oksigen.

Atmosfer memberi kita oksigen yang kita butuhkan untuk bernapas. Namun, karena penurunan tekanan total atmosfer, saat seseorang naik ke ketinggian, tekanan parsial oksigen juga menurun.

Di lapisan udara yang dijernihkan, perambatan suara tidak mungkin dilakukan. Hingga ketinggian 60-90 km, masih dimungkinkan untuk menggunakan hambatan udara dan lift untuk penerbangan aerodinamis yang terkontrol. Tetapi mulai dari ketinggian 100-130 km, konsep angka M dan penghalang suara yang akrab bagi setiap pilot kehilangan maknanya: melewati garis Karman bersyarat, di mana area penerbangan balistik murni dimulai, yang hanya dapat dikendalikan dengan menggunakan gaya reaktif.

Pada ketinggian di atas 100 km, atmosfer juga kehilangan properti luar biasa lainnya - kemampuan untuk menyerap, menghantarkan, dan mentransfer energi panas secara konveksi (yaitu, dengan mencampur udara). Ini berarti bahwa berbagai elemen peralatan, peralatan stasiun ruang angkasa orbital tidak akan dapat didinginkan dari luar seperti yang biasanya dilakukan di pesawat terbang - dengan bantuan jet udara dan radiator udara. Pada ketinggian seperti itu, seperti di ruang angkasa pada umumnya, satu-satunya cara untuk mentransfer panas adalah radiasi termal.

Sejarah terbentuknya atmosfer

Menurut teori yang paling umum, atmosfer bumi telah berada dalam tiga komposisi berbeda sepanjang sejarahnya. Awalnya, itu terdiri dari gas ringan (hidrogen dan helium) yang ditangkap dari ruang antarplanet. Ini disebut atmosfer utama. Pada tahap selanjutnya, aktivitas vulkanik aktif menyebabkan kejenuhan atmosfer dengan gas selain hidrogen (karbon dioksida, amonia, uap air). Begini caranya atmosfer sekunder. Suasana ini memulihkan. Selanjutnya, proses pembentukan atmosfer ditentukan oleh faktor-faktor berikut:

• kebocoran gas ringan (hidrogen dan helium) ke ruang antarplanet;
• reaksi kimia yang terjadi di atmosfer di bawah pengaruh radiasi ultraviolet, pelepasan petir dan beberapa faktor lainnya.

Secara bertahap, faktor-faktor ini menyebabkan pembentukan atmosfer tersier, dicirikan oleh kandungan hidrogen yang jauh lebih rendah dan kandungan nitrogen dan karbon dioksida yang jauh lebih tinggi (terbentuk sebagai hasil reaksi kimia dari amonia dan hidrokarbon).

Nitrogen

Pembentukan sejumlah besar nitrogen N 2 disebabkan oleh oksidasi atmosfer amonia-hidrogen oleh molekul oksigen O 2, yang mulai muncul dari permukaan planet sebagai hasil fotosintesis, mulai dari 3 miliar tahun yang lalu. Nitrogen N 2 juga dilepaskan ke atmosfer sebagai akibat dari denitrifikasi nitrat dan senyawa yang mengandung nitrogen lainnya. Nitrogen dioksidasi oleh ozon menjadi NO di atmosfer atas.

Nitrogen N 2 masuk ke dalam reaksi hanya dalam kondisi tertentu (misalnya, selama pelepasan petir). Oksidasi molekul nitrogen oleh ozon selama pelepasan listrik digunakan dalam jumlah kecil dalam produksi industri pupuk nitrogen. Ini dapat dioksidasi dengan konsumsi energi yang rendah dan diubah menjadi bentuk biologis aktif oleh cyanobacteria (ganggang biru-hijau) dan bakteri bintil yang membentuk simbiosis rhizobium dengan kacang-kacangan, yang dapat menjadi tanaman pupuk hijau yang efektif yang tidak menguras, tetapi memperkaya tanah dengan pupuk alami.

Oksigen

Komposisi atmosfer mulai berubah secara radikal dengan munculnya organisme hidup di Bumi, sebagai hasil dari fotosintesis, disertai dengan pelepasan oksigen dan penyerapan karbon dioksida. Awalnya, oksigen dihabiskan untuk oksidasi senyawa tereduksi - amonia, hidrokarbon, bentuk besi dari besi yang terkandung di lautan, dll. Pada akhir tahap ini, kandungan oksigen di atmosfer mulai tumbuh. Secara bertahap, atmosfer modern dengan sifat pengoksidasi terbentuk. Karena ini menyebabkan perubahan serius dan mendadak dalam banyak proses yang terjadi di atmosfer, litosfer, dan biosfer, peristiwa ini disebut bencana Oksigen.

gas mulia

Polusi udara

Baru-baru ini, manusia mulai mempengaruhi evolusi atmosfer. Hasil aktivitas manusia adalah peningkatan konstan kandungan karbon dioksida di atmosfer karena pembakaran bahan bakar hidrokarbon yang terakumulasi dalam zaman geologis sebelumnya. Sejumlah besar CO2 dikonsumsi selama fotosintesis dan diserap oleh lautan dunia. Gas ini masuk ke atmosfer karena dekomposisi batuan karbonat dan zat organik yang berasal dari tumbuhan dan hewan, serta karena aktivitas vulkanisme dan produksi manusia. Selama 100 tahun terakhir, kandungan CO2 di atmosfer telah meningkat 10%, dengan bagian utama (360 miliar ton) berasal dari pembakaran bahan bakar. Jika laju pertumbuhan pembakaran bahan bakar terus berlanjut, maka dalam 200-300 tahun mendatang jumlah CO2 di atmosfer akan berlipat ganda dan dapat menyebabkan perubahan iklim global.

Pembakaran bahan bakar merupakan sumber utama gas pencemar (СО,, SO 2). Sulfur dioksida dioksidasi oleh oksigen atmosfer menjadi SO3, dan oksida nitrat menjadi NO2 di atmosfer atas, yang pada gilirannya berinteraksi dengan uap air, dan asam sulfat H2SO4 yang dihasilkan dan asam nitrat HNO3 jatuh di permukaan bumi di bentuk yang disebut. hujan asam. Penggunaan mesin pembakaran internal menyebabkan polusi udara yang signifikan dengan nitrogen oksida, hidrokarbon dan senyawa timbal (tetraetil timbal Pb (CH 3 CH 2) 4).

Pencemaran aerosol di atmosfer disebabkan baik oleh penyebab alami (letusan gunung berapi, badai debu, terbawanya tetesan air laut dan serbuk sari tanaman, dll.) maupun oleh aktivitas ekonomi manusia (penambangan bijih dan bahan bangunan, pembakaran bahan bakar, produksi semen, dll.) .). Penghapusan partikel padat dalam skala besar yang intens ke atmosfer adalah salah satu kemungkinan penyebab perubahan iklim di planet ini.

Lihat juga

• Jacchia (model suasana)

Tulis ulasan pada artikel "Atmosfer Bumi"

Catatan

1. M.I. Budyko , K.Ya. Kondratiev Atmosfer Bumi // Ensiklopedia Besar Soviet. edisi ke-3 / Bab ed. A.M.Prokhorov. - M.: Ensiklopedia Soviet, 1970. - T. 2. Angola - Barzas. - hal.380-384.
2. - artikel dari Ensiklopedia Geologi
4. Gribbin, John. Sains. Sebuah Sejarah (1543-2001). - L. : Penguin Books, 2003. - 648 hal. - ISBN 978-0-140-29741-6.
5. Tan, Pieter. Data rata-rata tahunan permukaan laut rata-rata global. NOAA/ESRL. Diakses pada 19 Februari 2014.(Bahasa Inggris) (untuk 2013)
6. IPCC (Inggris) (untuk 1998).
7. S.P. Khromov Kelembaban udara // Ensiklopedia Besar Soviet. edisi ke-3 / Bab ed. A.M.Prokhorov. - M.: Ensiklopedia Soviet, 1971. - T. 5. Veshin - Gazli. - S.149.
8. (Bahasa inggris) , SpaceDaily, 16/07/2010

literatur

1. V. V. Parin, F. P. Kosmolinsky, B. A. Dushkov"Biologi ruang angkasa dan kedokteran" (edisi ke-2, direvisi dan ditambah), M.: "Prosveshchenie", 1975, 223 halaman.
2. N.V. Gusakova"Kimia lingkungan", Rostov-on-Don: Phoenix, 2004, 192 dengan ISBN 5-222-05386-5
3. Sokolov V.A. Geokimia gas alam, M., 1971;
4. McEwen M, Phillips L. Kimia atmosfer, M., 1978;
5. Wark K., Warner S. Polusi udara. Sumber dan kontrol, trans. dari bahasa Inggris, M.. 1980;
6. Pemantauan pencemaran latar belakang lingkungan alam. di. 1, L., 1982.

Tautan

• // 17 Desember 2013, Pusat FOBOS

Sejarah Bumi Sifat fisik bumi Cangkang Bumi Geografi dan geologi Lingkungan Lihat juga

Kutipan yang mencirikan atmosfer bumi

Ketika Pierre mendekati mereka, dia memperhatikan bahwa Vera dalam antusiasme yang puas dengan percakapan itu, Pangeran Andrei (yang jarang terjadi padanya) tampak malu.
- Bagaimana menurutmu? Kata Vera dengan senyum tipis. - Anda, pangeran, sangat berwawasan dan memahami karakter orang sekaligus. Apa pendapat Anda tentang Natalie, bisakah dia konstan dalam kasih sayangnya, bisakah dia, seperti wanita lain (Vera mengerti dirinya sendiri), mencintai seseorang sekali dan tetap setia padanya selamanya? Inilah yang saya anggap sebagai cinta sejati. Bagaimana menurutmu, pangeran?
"Saya terlalu sedikit mengenal saudara perempuan Anda," jawab Pangeran Andrei dengan senyum mengejek, di mana dia ingin menyembunyikan rasa malunya, "untuk menyelesaikan pertanyaan yang begitu rumit; dan kemudian saya perhatikan bahwa semakin sedikit yang disukai seorang wanita, semakin konstan dia, ”tambahnya dan memandang Pierre, yang mendekati mereka pada waktu itu.
- Ya, itu benar, pangeran; di zaman kita, lanjut Vera (merujuk pada zaman kita, sebagaimana orang-orang terbatas umumnya suka menyebutkan, percaya bahwa mereka telah menemukan dan menghargai ciri-ciri zaman kita dan bahwa sifat-sifat orang berubah seiring waktu), di zaman kita gadis itu telah begitu banyak kebebasan yang le plaisir d "etre courtisee [kesenangan memiliki penggemar] sering menenggelamkan perasaan yang sebenarnya dalam dirinya. Et Nathalie, il faut l" avouer, y est tres sense. [Dan Natalya, harus diakui, sangat sensitif dengan ini.] Kembalinya Natalya membuat Pangeran Andrei mengerutkan kening dengan tidak menyenangkan; dia ingin bangun, tetapi Vera melanjutkan dengan senyum yang lebih halus.
“Saya tidak berpikir ada orang yang menjadi [objek pacaran] seperti dia,” kata Vera; - tetapi tidak pernah, sampai baru-baru ini, apakah dia benar-benar menyukai siapa pun. Anda tahu, hitung, - dia menoleh ke Pierre, - bahkan sepupu tersayang kami Boris, yang, entre nous [di antara kami], sangat, sangat dans le pays du tendre ... [di tanah kelembutan ...]
Pangeran Andrei mengerutkan kening dalam diam.
Apakah Anda berteman dengan Boris? Vera memberitahunya.
- Ya saya kenal dia…
- Apakah dia memberitahumu dengan benar tentang cinta masa kecilnya pada Natasha?
Apakah ada cinta masa kecil? - tiba-tiba tiba-tiba tersipu, tanya Pangeran Andrei.
- Ya. Vous savez entre sepupu et sepupu cette intim mene quelquefois a l "amour: le sepupuage est un hazardeux voisinage, N" est ce pas? [Kamu tahu, antara sepupu dan saudara perempuan, kedekatan ini terkadang mengarah pada cinta. Kekerabatan seperti itu adalah lingkungan yang berbahaya. Bukankah itu?]
"Oh, tanpa diragukan lagi," kata Pangeran Andrei, dan tiba-tiba, dengan semangat yang tidak wajar, dia mulai bercanda dengan Pierre tentang betapa berhati-hatinya dia dalam memperlakukan sepupunya di Moskow yang berusia 50 tahun, dan di tengah lelucon. percakapan, dia bangkit dan, mengambil di bawah lengan Pierre, membawanya ke samping.
- Sehat? - kata Pierre, terkejut melihat animasi aneh temannya dan memperhatikan tatapan yang dia berikan pada Natasha untuk bangun.
"Saya perlu, saya perlu berbicara dengan Anda," kata Pangeran Andrei. - Anda tahu sarung tangan wanita kami (dia berbicara tentang sarung tangan Masonik yang diberikan kepada saudara laki-laki yang baru terpilih untuk dipersembahkan kepada wanita yang dicintainya). - Saya ... Tapi tidak, saya akan berbicara dengan Anda nanti ... - Dan dengan sinar aneh di matanya dan kegelisahan dalam gerakannya, Pangeran Andrei pergi ke Natasha dan duduk di sampingnya. Pierre melihat bagaimana Pangeran Andrei menanyakan sesuatu padanya, dan dia, dengan wajah memerah, menjawabnya.
Tetapi pada saat ini, Berg mendekati Pierre, mendesaknya untuk mengambil bagian dalam perselisihan antara jenderal dan kolonel tentang urusan Spanyol.
Berg senang dan bahagia. Senyum bahagia tak pernah lepas dari wajahnya. Malam itu sangat bagus dan persis seperti malam-malam lain yang dia lihat. Semuanya mirip. Dan percakapan yang anggun dan halus, dan kartu, dan di belakang kartu seorang jenderal meninggikan suaranya, dan samovar, dan kue; tetapi satu hal yang masih kurang, yang selalu ia lihat di pesta-pesta, yang ingin ia tiru.
Ada kurangnya percakapan keras antara laki-laki dan argumen tentang sesuatu yang penting dan pintar. Jenderal memulai percakapan ini dan Berg membawa Pierre ke sana.

Keesokan harinya, Pangeran Andrei pergi ke Rostovs untuk makan malam, sebagaimana Count Ilya Andreich memanggilnya, dan menghabiskan sepanjang hari bersama mereka.
Semua orang di rumah merasa untuk siapa Pangeran Andrei pergi, dan dia, tanpa bersembunyi, berusaha sepanjang hari untuk bersama Natasha. Tidak hanya dalam jiwa Natasha, ketakutan, tetapi bahagia dan antusias, tetapi di seluruh rumah, ketakutan dirasakan sebelum sesuatu yang penting harus terjadi. Countess memandang Pangeran Andrei dengan mata sedih dan serius ketika dia berbicara dengan Natasha, dan dengan malu-malu dan pura-pura memulai semacam percakapan yang tidak penting, segera setelah dia melihat kembali padanya. Sonya takut meninggalkan Natasha dan takut menjadi penghalang saat bersama mereka. Natasha menjadi pucat karena takut akan antisipasi ketika dia tetap berhadap-hadapan dengannya selama beberapa menit. Pangeran Andrei memukulnya dengan rasa takutnya. Dia merasa bahwa dia perlu mengatakan sesuatu padanya, tetapi dia tidak bisa memaksa dirinya untuk melakukannya.
Ketika Pangeran Andrei pergi di malam hari, Countess pergi ke Natasha dan berbisik:
- Sehat?
- Bu, demi Tuhan jangan tanya apa-apa sekarang. Anda tidak bisa mengatakan itu, ”kata Natasha.
Tetapi terlepas dari kenyataan bahwa malam itu Natasha, yang sekarang gelisah, sekarang ketakutan, dengan mata berhenti, berbaring lama di tempat tidur ibunya. Sekarang dia memberitahunya bagaimana dia memujinya, lalu bagaimana dia mengatakan bahwa dia akan pergi ke luar negeri, lalu bagaimana dia bertanya di mana mereka akan tinggal musim panas ini, lalu bagaimana dia bertanya padanya tentang Boris.
"Tapi ini, ini ... tidak pernah terjadi padaku!" dia berkata. "Hanya aku yang takut di sekitarnya, aku selalu takut di sekitarnya, apa artinya itu?" Jadi itu nyata, kan? Ibu, apakah kamu tidur?
"Tidak, jiwaku, aku sendiri takut," jawab ibu. - Pergi.
“Lagipula aku tidak akan tidur. Apa yang salah dengan tidur? Ibu, ibu, ini tidak pernah terjadi padaku! katanya dengan heran dan takut sebelum perasaan yang dia sadari dalam dirinya sendiri. - Dan bisakah kita berpikir! ...
Bagi Natasha, bahkan ketika dia pertama kali melihat Pangeran Andrei di Otradnoye, dia jatuh cinta padanya. Dia tampaknya ketakutan oleh kebahagiaan yang aneh dan tak terduga ini bahwa orang yang dia pilih saat itu (dia sangat yakin akan hal ini), bahwa orang yang sama sekarang telah bertemu dengannya lagi, dan, sepertinya, tidak acuh padanya. . “Dan itu perlu baginya, sekarang kita di sini, untuk datang ke Petersburg dengan sengaja. Dan kita seharusnya bertemu di pesta ini. Semua ini adalah takdir. Jelas bahwa ini adalah takdir, bahwa semua ini mengarah pada ini. Bahkan kemudian, begitu saya melihatnya, saya merasakan sesuatu yang istimewa.
Apa lagi yang dia katakan padamu? Ayat apakah ini? Bacalah ... - kata sang ibu dengan penuh perhatian, bertanya tentang puisi yang ditulis Pangeran Andrei di album Natasha.
- Bu, bukankah memalukan dia duda?
- Itu dia, Natasha. Berdoa kepada Tuhan. Les Marieiages se font dans les cieux. [Pernikahan dibuat di surga.]
“Sayang, ibu, betapa aku mencintaimu, betapa baiknya itu untukku!” teriak Natasha sambil menitikkan air mata kebahagiaan dan kegembiraan sambil memeluk ibunya.
Pada saat yang sama, Pangeran Andrei duduk bersama Pierre dan bercerita tentang cintanya pada Natasha dan tentang niatnya yang kuat untuk menikahinya.

Pada hari itu, Countess Elena Vasilievna mengadakan resepsi, ada utusan Prancis, ada seorang pangeran, yang baru-baru ini sering berkunjung ke rumah Countess, dan banyak wanita dan pria yang brilian. Pierre turun, berjalan melewati aula, dan menyerang semua tamu dengan tatapannya yang terkonsentrasi, linglung, dan suram.
Sejak saat bola, Pierre merasakan pendekatan hipokondria dalam dirinya dan dengan upaya putus asa mencoba melawan mereka. Sejak pemulihan hubungan pangeran dengan istrinya, Pierre tiba-tiba diberikan bendahara, dan sejak saat itu ia mulai merasa berat dan malu dalam masyarakat besar, dan lebih sering pikiran suram yang sama tentang kesia-siaan segala sesuatu yang manusia mulai datang padanya. Pada saat yang sama, perasaan yang dia perhatikan antara Natasha, yang dilindungi olehnya, dan Pangeran Andrei, pertentangannya antara posisinya dan posisi temannya, semakin memperkuat suasana suram ini. Dia sama-sama berusaha menghindari pikiran tentang istrinya dan tentang Natasha dan Pangeran Andrei. Sekali lagi segala sesuatu tampak baginya tidak penting dibandingkan dengan keabadian, sekali lagi pertanyaan itu muncul dengan sendirinya: "untuk apa?". Dan dia memaksa dirinya siang dan malam untuk mengerjakan pekerjaan Masonik, berharap untuk mengusir pendekatan roh jahat. Pierre pada jam 12, setelah meninggalkan kamar Countess, sedang duduk di lantai atas di sebuah ruangan rendah berasap, dalam gaun rias usang di depan meja dan meniru tindakan Skotlandia asli, ketika seseorang memasuki kamarnya. Itu adalah Pangeran Andrew.
"Ah, ini kamu," kata Pierre dengan tatapan linglung dan tidak senang. “Tapi saya sedang bekerja,” katanya, sambil menunjuk ke sebuah buku catatan dengan jenis keselamatan dari kesulitan hidup yang dengannya orang-orang yang tidak bahagia melihat pekerjaan mereka.
Pangeran Andrei, dengan wajah berseri-seri, antusias yang dihidupkan kembali, berhenti di depan Pierre dan, tidak memperhatikan wajahnya yang sedih, tersenyum padanya dengan egoisme kebahagiaan.
“Yah, jiwaku,” katanya, “kemarin aku ingin memberitahumu dan hari ini aku datang kepadamu untuk ini. Tidak pernah mengalami hal seperti itu. Aku sedang jatuh cinta temanku.
Pierre tiba-tiba menghela nafas berat dan tenggelam dengan tubuhnya yang berat di sofa, di sebelah Pangeran Andrei.
- Untuk Natasha Rostov, kan? - dia berkata.
- Ya, ya, di siapa? Saya tidak akan pernah mempercayainya, tetapi perasaan ini lebih kuat dari saya. Kemarin saya menderita, menderita, tetapi saya tidak akan melepaskan siksaan ini untuk apa pun di dunia. Saya belum pernah hidup sebelumnya. Sekarang hanya aku yang hidup, tapi aku tidak bisa hidup tanpanya. Tapi bisakah dia mencintaiku?... Aku sudah tua untuknya... Bagaimana menurutmu?...
- SAYA? SAYA? Apa yang saya katakan, - Pierre tiba-tiba berkata, bangkit dan mulai berjalan di sekitar ruangan. - Saya selalu berpikir ini ... Gadis ini adalah harta karun, seperti ... Ini adalah gadis yang langka ... Teman, saya meminta Anda, jangan berpikir, jangan ragu, menikah, menikah dan menikah ... Dan saya yakin tidak ada yang lebih bahagia dari Anda.
- Tapi dia!
- Dia mencintai Anda.
"Jangan bicara omong kosong ..." kata Pangeran Andrei, tersenyum dan menatap mata Pierre.
"Dia mencintai, aku tahu," teriak Pierre marah.
"Tidak, dengarkan," kata Pangeran Andrei, menghentikan tangannya. Apakah Anda tahu apa posisi saya? Saya harus menceritakan semuanya kepada seseorang.
"Yah, yah, katakan, aku sangat senang," kata Pierre, dan memang wajahnya berubah, kerutannya dihaluskan, dan dia dengan gembira mendengarkan Pangeran Andrei. Pangeran Andrei tampak dan benar-benar berbeda, orang baru. Di mana kesedihannya, penghinaannya terhadap kehidupan, kekecewaannya? Pierre adalah satu-satunya orang yang berani dia ungkapkan sebelumnya; tapi di sisi lain, dia menceritakan semua yang ada di jiwanya. Entah dia dengan mudah dan berani membuat rencana untuk masa depan yang panjang, berbicara tentang bagaimana dia tidak bisa mengorbankan kebahagiaannya untuk keinginan ayahnya, bagaimana dia akan memaksa ayahnya untuk menyetujui pernikahan ini dan mencintainya atau melakukannya tanpa persetujuannya, lalu dia terkejut bagaimana pada sesuatu yang aneh, asing, independen darinya, melawan perasaan yang merasukinya.
"Saya tidak akan percaya seseorang yang akan memberi tahu saya bahwa saya bisa mencintai seperti itu," kata Pangeran Andrei. “Ini bukan perasaan yang sama yang saya rasakan sebelumnya. Seluruh dunia bagi saya dibagi menjadi dua bagian: satu adalah dia dan ada semua kebahagiaan harapan, cahaya; setengah lainnya - segala sesuatu yang tidak ada di sana, ada semua kesedihan dan kegelapan ...
"Kegelapan dan kesuraman," ulang Pierre, "ya, ya, saya mengerti itu.
“Aku tidak bisa tidak menyukai cahaya, itu bukan salahku. Dan saya sangat senang. Kau mengerti aku? Aku tahu kamu bahagia untukku.
"Ya, ya," Pierre menegaskan, menatap temannya dengan mata yang menyentuh dan sedih. Semakin cerah nasib Pangeran Andrei baginya, semakin gelap nasibnya.

Untuk pernikahan, persetujuan ayah diperlukan, dan untuk ini, keesokan harinya, Pangeran Andrei pergi ke ayahnya.
Sang ayah, dengan ketenangan lahiriah, tetapi kebencian batin, menerima pesan putranya. Dia tidak bisa mengerti bahwa seseorang ingin mengubah hidup, membawa sesuatu yang baru ke dalamnya, ketika hidup sudah berakhir baginya. "Mereka hanya akan membiarkan saya hidup seperti yang saya inginkan, dan kemudian mereka akan melakukan apa yang mereka inginkan," kata lelaki tua itu pada dirinya sendiri. Namun, dengan putranya, dia menggunakan diplomasi yang dia gunakan pada acara-acara penting. Dengan nada tenang, dia membahas seluruh masalah.
Pertama, pernikahan itu tidak cemerlang dalam kaitannya dengan kekerabatan, kekayaan dan bangsawan. Kedua, Pangeran Andrei bukan pemuda pertama dan kesehatannya buruk (pria tua itu terutama bersandar pada ini), dan dia masih sangat muda. Ketiga, ada seorang anak laki-laki yang sayang sekali untuk diberikan kepada seorang gadis. Keempat, akhirnya, - kata sang ayah, memandang putranya dengan mengejek, - saya bertanya kepada Anda, kesampingkan masalah ini selama setahun, pergi ke luar negeri, berobat, temukan, sesuka Anda, seorang Jerman, untuk Pangeran Nikolai, dan kemudian , jika itu cinta, gairah, keras kepala, apa pun yang Anda inginkan, begitu hebat, maka menikahlah.
"Dan ini adalah kata terakhirku, kau tahu, yang terakhir ..." sang pangeran menyelesaikan dengan nada sedemikian rupa sehingga dia menunjukkan bahwa tidak ada yang akan membuatnya berubah pikiran.
Pangeran Andrei dengan jelas melihat bahwa lelaki tua itu berharap bahwa perasaan calon pengantinnya tidak akan bertahan dalam ujian tahun ini, atau bahwa dia sendiri, sang pangeran tua, akan mati pada saat ini, dan memutuskan untuk memenuhi wasiat ayahnya: untuk melamar dan menunda pernikahan selama satu tahun.
Tiga minggu setelah malam terakhirnya di Rostovs, Pangeran Andrei kembali ke Petersburg.

Keesokan harinya setelah penjelasannya dengan ibunya, Natasha menunggu sepanjang hari untuk Bolkonsky, tetapi dia tidak datang. Hari berikutnya, hari ketiga, itu sama. Pierre juga tidak datang, dan Natasha, yang tidak tahu bahwa Pangeran Andrei telah pergi ke ayahnya, tidak dapat menjelaskan ketidakhadirannya pada dirinya sendiri.
Jadi tiga minggu berlalu. Natasha tidak ingin pergi ke mana pun, dan seperti bayangan, menganggur dan putus asa, dia berjalan di sekitar kamar, di malam hari dia diam-diam menangis dari semua orang dan tidak muncul di malam hari kepada ibunya. Dia terus-menerus memerah dan kesal. Baginya, semua orang tahu tentang kekecewaannya, tertawa dan menyesalinya. Dengan semua kekuatan kesedihan batin, kesedihan yang sia-sia ini meningkatkan kemalangannya.
Suatu hari dia datang ke Countess, ingin mengatakan sesuatu padanya, dan tiba-tiba menangis. Air matanya adalah air mata seorang anak yang tersinggung yang sendiri tidak tahu mengapa dia dihukum.
Countess mulai meyakinkan Natasha. Natasha, yang pada awalnya mendengarkan kata-kata ibunya, tiba-tiba memotongnya:
- Hentikan, bu, saya tidak berpikir, dan saya tidak ingin berpikir! Jadi, saya bepergian dan berhenti, dan berhenti ...
Suaranya bergetar, dia hampir menangis, tetapi memulihkan diri dan dengan tenang melanjutkan: “Dan saya tidak ingin menikah sama sekali. Dan aku takut padanya; Saya sekarang sepenuhnya, sepenuhnya, tenang ...
Keesokan harinya setelah percakapan ini, Natasha mengenakan gaun tua itu, yang sangat dia sadari karena keceriaan yang diberikannya di pagi hari, dan di pagi hari dia memulai cara hidupnya yang lama, dari mana dia tertinggal setelah pesta dansa. Setelah minum teh, dia pergi ke aula, yang sangat dia sukai karena resonansinya yang kuat, dan mulai menyanyikan solfeji (latihan menyanyi). Setelah menyelesaikan pelajaran pertama, dia berhenti di tengah aula dan mengulangi satu frasa musik yang sangat dia sukai. Dia mendengarkan dengan gembira pesona itu (seolah-olah tak terduga untuknya) yang dengannya suara-suara ini, berkilauan, memenuhi seluruh kekosongan aula dan perlahan-lahan menghilang, dan dia tiba-tiba menjadi ceria. "Mengapa memikirkannya begitu banyak dan begitu baik," katanya pada dirinya sendiri, dan mulai berjalan mondar-mandir di aula, melangkah tidak dengan langkah sederhana di atas parket bergema, tetapi pada setiap langkah melangkah dari tumit (dia mengenakan baru, sepatu favoritnya) hingga ujung kaki, dan juga dengan gembira, serta suara suaranya, mendengarkan derap sepatu hak yang terukur dan derit kaus kaki. Melewati cermin, dia melihat ke dalamnya. - "Saya disini!" seolah-olah ekspresi wajahnya saat melihat dirinya berbicara. "Itu bagus. Dan aku tidak membutuhkan siapa pun."
Bujang ingin masuk untuk membersihkan sesuatu di aula, tetapi dia tidak membiarkannya masuk, lagi-lagi menutup pintu di belakangnya, dan melanjutkan perjalanannya. Dia kembali pagi itu lagi ke keadaan cinta dan kekaguman pada dirinya sendiri. - "Sungguh pesona Natasha ini!" katanya lagi pada dirinya sendiri dengan kata-kata seperti wajah ketiga, kolektif, maskulin. - "Bagus, suaranya, muda, dan dia tidak mengganggu siapa pun, biarkan saja dia." Tetapi tidak peduli berapa banyak mereka meninggalkannya sendirian, dia tidak bisa lagi merasa damai, dan segera merasakannya.
Di pintu depan pintu masuk terbuka, seseorang bertanya: apakah kamu di rumah? dan terdengar langkah kaki seseorang. Natasha melihat ke cermin, tetapi dia tidak melihat dirinya sendiri. Dia mendengarkan suara-suara di lorong. Ketika dia melihat dirinya sendiri, wajahnya pucat. Itu dia. Dia tahu ini dengan pasti, meskipun dia hampir tidak mendengar suaranya dari pintu yang tertutup.
Natasha, pucat dan ketakutan, berlari ke ruang tamu.
- Bu, Bolkonsky telah tiba! - dia berkata. - Bu, ini mengerikan, ini tak tertahankan! “Aku tidak ingin… menderita!” Apa yang harus saya lakukan?…
Countess belum sempat menjawabnya, ketika Pangeran Andrei memasuki ruang tamu dengan wajah cemas dan serius. Begitu dia melihat Natasha, wajahnya bersinar. Dia mencium tangan Countess dan Natasha dan duduk di samping sofa.
"Sudah lama kita tidak bersenang-senang ..." Countess memulai, tetapi Pangeran Andrei memotongnya, menjawab pertanyaannya dan jelas terburu-buru untuk mengatakan apa yang dia butuhkan.
- Saya belum bersama Anda selama ini, karena saya bersama ayah saya: Saya perlu berbicara dengannya tentang masalah yang sangat penting. Aku baru kembali tadi malam,” katanya sambil menatap Natasha. "Aku perlu bicara denganmu, Countess," tambahnya setelah hening beberapa saat.
Countess menghela nafas berat dan menurunkan matanya.
"Saya siap melayani Anda," katanya.
Natasha tahu bahwa dia harus pergi, tetapi dia tidak bisa melakukannya: ada sesuatu yang mencekik tenggorokannya, dan dia memandang dengan tidak sopan, langsung, dengan mata terbuka ke arah Pangeran Andrei.
"Sekarang? Menit ini!… Tidak, tidak mungkin!” dia pikir.
Dia menatapnya lagi, dan tatapan ini meyakinkannya bahwa dia tidak salah. - Ya, sekarang, saat ini juga nasibnya sedang diputuskan.
"Ayo, Natasha, aku akan memanggilmu," kata Countess berbisik.
Natasha memandang dengan ketakutan, mata memohon pada Pangeran Andrei dan ibunya, dan keluar.
"Saya datang, Countess, untuk meminta tangan putri Anda," kata Pangeran Andrei. Wajah Countess memerah, tetapi dia tidak mengatakan apa-apa.
"Saranmu ..." Countess memulai dengan tenang. Dia tetap diam, menatap matanya. - Tawaran Anda ... (dia malu) kami senang, dan ... saya menerima tawaran Anda, saya senang. Dan suami saya ... saya harap ... tetapi itu akan tergantung padanya ...
- Saya akan memberitahunya ketika saya mendapat persetujuan Anda ... apakah Anda memberikannya kepada saya? - kata Pangeran Andrew.
"Ya," kata Countess, dan mengulurkan tangannya padanya, dan dengan campuran sikap acuh tak acuh dan kelembutan menekan bibirnya ke dahinya saat dia membungkuk di atas tangannya. Dia ingin mencintainya seperti anak laki-laki; tetapi dia merasa bahwa dia adalah orang asing dan orang yang mengerikan baginya. "Saya yakin suami saya akan setuju," kata Countess, "tetapi ayahmu ...
- Ayah saya, kepada siapa saya memberi tahu rencana saya, menjadikannya syarat yang sangat diperlukan untuk persetujuan bahwa pernikahan tidak boleh lebih awal dari setahun. Dan inilah yang ingin saya katakan kepada Anda, - kata Pangeran Andrei.
- Memang benar Natasha masih muda, tapi sudah lama sekali.
“Tidak mungkin sebaliknya,” kata Pangeran Andrei sambil menghela nafas.
"Saya akan mengirimkannya kepada Anda," kata Countess, dan meninggalkan ruangan.
“Tuhan, kasihanilah kami,” ulangnya, mencari putrinya. Sonya mengatakan bahwa Natasha ada di kamar tidur. Natasha duduk di tempat tidurnya, pucat, dengan mata kering, memandangi ikon-ikon dan, dengan cepat membuat tanda salib, membisikkan sesuatu. Melihat ibunya, dia melompat dan bergegas ke arahnya.
- Apa? Ibu?… Apa?
- Pergi, pergi padanya. Dia meminta tanganmu, - kata Countess dengan dingin, seperti yang terlihat oleh Natasha ... - Pergi ... pergi, - kata ibu itu dengan sedih dan mencela setelah putrinya, yang melarikan diri, dan menghela nafas berat.
Natasha tidak ingat bagaimana dia memasuki ruang tamu. Ketika dia memasuki pintu dan melihatnya, dia berhenti. "Apakah orang asing ini benar-benar menjadi segalanya bagiku sekarang?" dia bertanya pada dirinya sendiri dan langsung menjawab: "Ya, semuanya: dia sendiri sekarang lebih saya sayangi daripada segalanya di dunia." Pangeran Andrei menghampirinya, menurunkan matanya.
“Aku jatuh cinta padamu sejak aku melihatmu. Bisakah saya berharap?
Dia memandangnya, dan gairah yang sungguh-sungguh dari wajahnya menyerangnya. Wajahnya berkata: “Mengapa bertanya? Mengapa meragukan apa yang tidak mungkin untuk tidak diketahui? Mengapa berbicara ketika Anda tidak dapat mengungkapkan apa yang Anda rasakan dengan kata-kata.
Dia mendekatinya dan berhenti. Dia mengambil tangannya dan menciumnya.
- Apakah kamu mencintaiku?
"Ya, ya," kata Natasha seolah kesal, menghela nafas dengan keras, di lain waktu, semakin sering, dan terisak.
- Tentang apa? Apa yang salah denganmu?
“Oh, aku sangat senang,” jawabnya, tersenyum di sela-sela air matanya, mencondongkan tubuh lebih dekat padanya, berpikir sejenak, seolah bertanya pada dirinya sendiri apakah itu mungkin, dan menciumnya.
Pangeran Andrei memegang tangannya, menatap matanya, dan tidak menemukan dalam jiwanya cinta sebelumnya untuknya. Sesuatu tiba-tiba berubah dalam jiwanya: tidak ada pesona keinginan yang puitis dan misterius sebelumnya, tetapi ada belas kasihan atas kelemahan feminin dan kekanak-kanakannya, ada ketakutan akan pengabdian dan mudah tertipu, kesadaran tugas yang berat dan sekaligus menyenangkan. yang selamanya menghubungkannya dengan dia. Perasaan yang sebenarnya, meskipun tidak ringan dan puitis seperti yang pertama, lebih serius dan lebih kuat.

Troposfer

Batas atasnya berada pada ketinggian 8-10 km di kutub, 10-12 km di daerah beriklim sedang dan 16-18 km di garis lintang tropis; lebih rendah di musim dingin daripada di musim panas. Lapisan utama atmosfer yang lebih rendah mengandung lebih dari 80% dari total massa udara atmosfer dan sekitar 90% dari semua uap air yang ada di atmosfer. Di troposfer, turbulensi dan konveksi sangat berkembang, awan muncul, siklon dan antisiklon berkembang. Suhu menurun dengan ketinggian dengan gradien vertikal rata-rata 0,65 °/100 m

tropopause

Lapisan peralihan dari troposfer ke stratosfer, lapisan atmosfer di mana penurunan suhu dengan ketinggian berhenti.

Stratosfir

Lapisan atmosfer terletak pada ketinggian 11 sampai 50 km. Sedikit perubahan suhu pada lapisan 11-25 km (lapisan stratosfer bawah) dan peningkatannya pada lapisan 25-40 km dari 56,5 menjadi 0,8 °C (lapisan stratosfer atas atau wilayah inversi) adalah tipikal. Setelah mencapai nilai sekitar 273 K (hampir 0 °C) pada ketinggian sekitar 40 km, suhu tetap konstan hingga ketinggian sekitar 55 km. Daerah bersuhu konstan ini disebut stratopause dan merupakan batas antara stratosfer dan mesosfer.

Stratopause

Lapisan batas atmosfer antara stratosfer dan mesosfer. Ada maksimum dalam distribusi suhu vertikal (sekitar 0 °C).

Mesosfer

Mesosfer dimulai pada ketinggian 50 km dan memanjang hingga 80-90 km. Suhu menurun dengan ketinggian dengan gradien vertikal rata-rata (0,25-0,3) °/100 m Proses energi utama adalah perpindahan panas radiasi. Proses fotokimia kompleks yang melibatkan radikal bebas, molekul yang tereksitasi secara vibrasi, dll., menyebabkan pendaran atmosfer.

Mesopause

Lapisan peralihan antara mesosfer dan termosfer. Ada minimum dalam distribusi suhu vertikal (sekitar -90 °C).

Garis Karman

Ketinggian di atas permukaan laut, yang secara konvensional diterima sebagai batas antara atmosfer bumi dan ruang angkasa. Jalur Karmana terletak pada ketinggian 100 km di atas permukaan laut.

Batas atmosfer bumi

Termosfer

Batas atas sekitar 800 km. Suhu naik ke ketinggian 200-300 km, di mana ia mencapai nilai urutan 1500 K, setelah itu tetap hampir konstan hingga ketinggian tinggi. Di bawah pengaruh ultraviolet dan radiasi sinar matahari dan radiasi kosmik, udara terionisasi ("lampu kutub") - wilayah utama ionosfer terletak di dalam termosfer. Pada ketinggian di atas 300 km, oksigen atom mendominasi. Batas atas termosfer sangat ditentukan oleh aktivitas Matahari saat ini. Selama periode aktivitas rendah, ada penurunan nyata dalam ukuran lapisan ini.

Termopause

Wilayah atmosfer di atas termosfer. Di wilayah ini, penyerapan radiasi matahari tidak signifikan dan suhu tidak benar-benar berubah dengan ketinggian.

Eksosfer (bola hamburan)

Lapisan atmosfer hingga ketinggian 120 km

Eksosfer - zona hamburan, bagian luar termosfer, terletak di atas 700 km. Gas di eksosfer sangat langka, dan karenanya partikelnya bocor ke ruang antarplanet (disipasi).

Hingga ketinggian 100 km, atmosfer adalah campuran gas yang homogen dan tercampur dengan baik. Di lapisan yang lebih tinggi, distribusi gas di ketinggian tergantung pada massa molekulnya, konsentrasi gas yang lebih berat berkurang lebih cepat dengan jarak dari permukaan bumi. Karena penurunan densitas gas, suhu turun dari 0 °C di stratosfer menjadi -110 °C di mesosfer. Namun, energi kinetik partikel individu pada ketinggian 200–250 km sesuai dengan suhu ~150 °C. Di atas 200 km, fluktuasi suhu dan kerapatan gas yang signifikan diamati dalam ruang dan waktu.

Pada ketinggian sekitar 2000-3500 km, eksosfer secara bertahap melewati apa yang disebut ruang hampa udara dekat, yang diisi dengan partikel gas antarplanet yang sangat langka, terutama atom hidrogen. Tapi gas ini hanya bagian dari materi antarplanet. Bagian lainnya terdiri dari partikel seperti debu yang berasal dari komet dan meteorik. Selain partikel seperti debu yang sangat langka, radiasi elektromagnetik dan sel-sel yang berasal dari matahari dan galaksi menembus ke dalam ruang ini.

Troposfer menyumbang sekitar 80% dari massa atmosfer, stratosfer menyumbang sekitar 20%; massa mesosfer tidak lebih dari 0,3%, termosfer kurang dari 0,05% dari total massa atmosfer. Berdasarkan sifat kelistrikan di atmosfer, neutrosfer dan ionosfer dibedakan. Saat ini diyakini bahwa atmosfer meluas ke ketinggian 2000-3000 km.

Tergantung pada komposisi gas di atmosfer, homosfer dan heterosfer dibedakan. Heterosfer adalah area di mana gravitasi berpengaruh pada pemisahan gas, karena pencampurannya pada ketinggian seperti itu dapat diabaikan. Oleh karena itu mengikuti komposisi variabel dari heterosfer. Di bawahnya terletak bagian atmosfer yang tercampur dengan baik dan homogen, yang disebut homosfer. Batas antara lapisan ini disebut turbopause dan terletak pada ketinggian sekitar 120 km.

Ukuran pasti atmosfer tidak diketahui, karena batas atasnya tidak terlihat jelas. Namun, struktur atmosfer telah dipelajari cukup banyak sehingga setiap orang dapat memperoleh gambaran tentang bagaimana cangkang gas planet kita diatur.

Ilmuwan fisika atmosfer mendefinisikannya sebagai daerah di sekitar Bumi yang berotasi dengan planet. FAI memberikan yang berikut: definisi:

• Batas antara ruang dan atmosfer membentang di sepanjang garis Karman. Garis ini, menurut definisi organisasi yang sama, adalah ketinggian di atas permukaan laut, terletak di ketinggian 100 km.

Apa pun di atas garis ini adalah luar angkasa. Atmosfer berangsur-angsur masuk ke ruang antarplanet, itulah sebabnya ada ide berbeda tentang ukurannya.

Dengan batas bawah atmosfer, semuanya jauh lebih sederhana - ia melewati permukaan kerak bumi dan permukaan air Bumi - hidrosfer. Pada saat yang sama, batas itu, bisa dikatakan, menyatu dengan permukaan bumi dan air, karena partikel-partikel udara juga terlarut di sana.

Lapisan atmosfer apa yang termasuk dalam ukuran Bumi?

Fakta menarik: di musim dingin lebih rendah, di musim panas lebih tinggi.

Di lapisan inilah turbulensi, antisiklon dan siklon muncul, awan terbentuk. Bola inilah yang bertanggung jawab atas pembentukan cuaca, sekitar 80% dari semua massa udara berada di dalamnya.

Tropopause adalah lapisan di mana suhu tidak berkurang dengan ketinggian. Di atas tropopause, pada ketinggian di atas 11 dan hingga 50 km berada. Stratosfer mengandung lapisan ozon, yang dikenal untuk melindungi planet dari sinar ultraviolet. Udara di lapisan ini dijernihkan, yang menjelaskan karakteristik rona ungu langit. Kecepatan arus udara di sini bisa mencapai 300 km/jam. Antara stratosfer dan mesosfer adalah stratopause - lingkup batas, di mana suhu maksimum terjadi.

Lapisan selanjutnya adalah . Ini meluas ke ketinggian 85-90 kilometer. Warna langit di mesosfer adalah hitam, sehingga bintang dapat diamati bahkan pada pagi dan sore hari. Proses fotokimia yang paling kompleks terjadi di sana, di mana cahaya atmosfer terjadi.

Antara mesosfer dan lapisan berikutnya adalah mesopause. Ini didefinisikan sebagai lapisan transisi di mana suhu minimum diamati. Di atas, pada ketinggian 100 kilometer di atas permukaan laut, adalah garis Karman. Di atas garis ini adalah termosfer (batas ketinggian 800 km) dan eksosfer, yang juga disebut "zona dispersi". Pada ketinggian sekitar 2-3 ribu kilometer, ia melewati ruang hampa udara.

Mengingat lapisan atas atmosfer tidak terlihat jelas, ukuran pastinya tidak dapat dihitung. Selain itu, ada organisasi di berbagai negara dengan pendapat berbeda tentang masalah ini. Perlu dicatat bahwa garis karma dapat dianggap batas atmosfer bumi hanya secara kondisional, karena sumber yang berbeda menggunakan tanda batas yang berbeda. Jadi, di beberapa sumber Anda dapat menemukan informasi bahwa batas atas lewat di ketinggian 2500-3000 km.

NASA menggunakan tanda 122 kilometer untuk perhitungan. Belum lama ini, eksperimen dilakukan untuk memperjelas perbatasan yang terletak sekitar 118 km.

Mengubah permukaan bumi. Yang tidak kalah pentingnya adalah aktivitas angin, yang membawa pecahan kecil batuan dalam jarak yang jauh. Fluktuasi suhu dan faktor atmosfer lainnya secara signifikan mempengaruhi penghancuran batuan. Bersamaan dengan ini, A. melindungi permukaan bumi dari aksi destruktif meteorit yang jatuh, yang sebagian besar terbakar saat memasuki lapisan atmosfer yang padat.

Aktivitas organisme hidup, yang memiliki pengaruh kuat pada perkembangan A. itu sendiri, sebagian besar tergantung pada kondisi atmosfer. A. menunda sebagian besar radiasi ultraviolet matahari, yang memiliki efek merugikan pada banyak organisme. Oksigen atmosfer digunakan dalam proses respirasi oleh hewan dan tumbuhan, karbon dioksida atmosfer - dalam proses nutrisi tanaman. Faktor iklim, khususnya rezim termal dan rezim kelembaban, memengaruhi kondisi kesehatan dan aktivitas manusia. Pertanian sangat tergantung pada kondisi iklim. Pada gilirannya, aktivitas manusia memberikan pengaruh yang terus meningkat pada komposisi atmosfer dan rezim iklim.

Struktur atmosfer

Distribusi suhu vertikal di atmosfer dan terminologi terkait.

Banyak pengawasan menunjukkan bahwa And. telah secara akurat menyatakan struktur berlapis (lihat gbr.). Fitur utama dari struktur berlapis atmosfer ditentukan terutama oleh fitur distribusi suhu vertikal. Di bagian terendah A. - troposfer, di mana pencampuran turbulen yang intens diamati (lihat Turbulensi di atmosfer dan hidrosfer), suhu menurun dengan meningkatnya ketinggian, dan penurunan suhu rata-rata vertikal 6 ° per 1 km. Ketinggian troposfer bervariasi dari 8-10 km di garis lintang kutub hingga 16-18 km di dekat khatulistiwa. Karena kenyataan bahwa kepadatan udara berkurang dengan cepat dengan ketinggian, sekitar 80% dari total massa A terkonsentrasi di troposfer.Di atas troposfer ada lapisan transisi - tropopause dengan suhu 190-220, di atasnya stratosfer dimulai. Di bagian bawah stratosfer, penurunan suhu dengan ketinggian berhenti, dan suhu tetap kira-kira konstan hingga ketinggian 25 km - yang disebut. daerah isotermal(stratosfer bawah); suhu yang lebih tinggi mulai meningkat - wilayah inversi (stratosfer atas). Puncak suhu pada ~270 K pada tingkat stratopause, terletak di ketinggian sekitar 55 km. Lapisan A., terletak pada ketinggian dari 55 hingga 80 km, di mana suhu kembali menurun dengan ketinggian, disebut mesosfer. Di atasnya adalah lapisan transisi - mesopause, di atasnya adalah termosfer, di mana suhu, meningkat dengan ketinggian, mencapai nilai yang sangat tinggi (lebih dari 1000 K). Bahkan lebih tinggi (pada ketinggian ~ 1.000 km atau lebih) adalah eksosfer, dari mana gas-gas atmosfer dihamburkan ke ruang dunia karena disipasi dan di mana transisi bertahap dari udara atmosfer ke ruang antarplanet terjadi. Biasanya semua lapisan atmosfer di atas troposfer disebut lapisan atas, meskipun terkadang stratosfer atau bagian bawahnya juga disebut sebagai lapisan atmosfer yang lebih rendah.

Semua parameter struktural atmosfer (suhu, tekanan, kepadatan) menunjukkan variabilitas spasial dan temporal yang signifikan (latitudinal, tahunan, musiman, harian, dll.). Oleh karena itu, data pada Gambar. hanya mencerminkan keadaan rata-rata atmosfer.

Skema struktur atmosfer:
1 - permukaan laut; 2 - titik tertinggi di Bumi - Gunung Chomolungma (Everest), 8848 m; 3 - awan kumulus cuaca baik; 4 - awan kumulus yang kuat; 5 - awan mandi (badai petir); 6 - awan nimbostratus; 7 - awan cirrus; 8 - pesawat terbang; 9 - lapisan konsentrasi ozon maksimum; 10 - awan mutiara; 11 - balon stratosfer; 12 - radiosonde; 1З - meteor; 14 - awan noctilucent; 15 - aurora; 16 - Pesawat roket X-15 Amerika; 17, 18, 19 - gelombang radio yang dipantulkan dari lapisan terionisasi dan kembali ke Bumi; 20 - gelombang suara yang dipantulkan dari lapisan hangat dan kembali ke Bumi; 21 - satelit Bumi buatan Soviet pertama; 22 - rudal balistik antarbenua; 23 - roket penelitian geofisika; 24 - satelit meteorologi; 25 - pesawat ruang angkasa "Soyuz-4" dan "Soyuz-5"; 26 - roket luar angkasa yang meninggalkan atmosfer, serta gelombang radio yang menembus lapisan terionisasi dan meninggalkan atmosfer; 27, 28 - disipasi (tergelincirnya) atom H dan He; 29 - lintasan proton matahari P; 30 - penetrasi sinar ultraviolet (panjang gelombang l> 2000 dan l< 900).

Struktur atmosfer yang berlapis memiliki banyak manifestasi beragam lainnya. Komposisi kimia atmosfer memiliki ketinggian yang heterogen. Jika pada ketinggian hingga 90 km, di mana terjadi pencampuran atmosfer yang intens, komposisi relatif dari komponen konstan atmosfer praktis tidak berubah (seluruh ketebalan atmosfer ini disebut homosfer), lalu di atas 90 km - in heterosfer- di bawah pengaruh disosiasi molekul gas atmosfer oleh radiasi ultraviolet matahari, perubahan kuat dalam komposisi kimia agen atmosfer terjadi dengan ketinggian. Ciri khas dari bagian A. ini adalah lapisan ozon dan pancaran atmosfernya sendiri. Struktur berlapis yang kompleks adalah karakteristik aerosol atmosfer—partikel padat yang berasal dari terestrial dan kosmik yang tersuspensi di udara. Lapisan aerosol yang paling umum berada di bawah tropopause dan pada ketinggian sekitar 20 km. Berlapis adalah distribusi vertikal elektron dan ion di atmosfer, yang dinyatakan dengan adanya lapisan D, E, dan F ionosfer.

Komposisi atmosfer

Salah satu komponen yang paling aktif secara optik adalah aerosol atmosfer - partikel yang tersuspensi di udara dengan ukuran mulai dari beberapa nm hingga beberapa puluh mikron, terbentuk selama kondensasi uap air dan memasuki atmosfer dari permukaan bumi sebagai akibat dari polusi industri, letusan gunung berapi, dan juga dari luar angkasa. Aerosol diamati baik di troposfer dan di lapisan atas A. Konsentrasi aerosol menurun dengan cepat dengan ketinggian, tetapi banyak maksima sekunder yang terkait dengan keberadaan lapisan aerosol ditumpangkan pada tren ini.

atmosfer atas

Di atas 20-30 km, molekul atom, sebagai akibat dari disosiasi, terurai hingga tingkat tertentu menjadi atom, dan atom bebas serta molekul baru yang lebih kompleks muncul dalam atom. Agak lebih tinggi, proses ionisasi menjadi signifikan.

Daerah yang paling tidak stabil adalah heterosfer, di mana proses ionisasi dan disosiasi menimbulkan banyak reaksi fotokimia yang menentukan perubahan komposisi udara dengan ketinggian. Pemisahan gravitasi gas juga terjadi di sini, yang dinyatakan dalam pengayaan atmosfer secara bertahap dengan gas yang lebih ringan seiring dengan meningkatnya ketinggian. Menurut pengukuran roket, pemisahan gravitasi gas netral - argon dan nitrogen - diamati di atas 105-110 km. Komponen utama A. dalam lapisan 100–210 km adalah nitrogen molekuler, oksigen molekuler, dan oksigen atom (konsentrasi yang terakhir pada level 210 km mencapai 77 ± 20% dari konsentrasi nitrogen molekuler).

Bagian atas termosfer terutama terdiri dari atom oksigen dan nitrogen. Pada ketinggian 500 km, oksigen molekuler praktis tidak ada, tetapi nitrogen molekuler, yang konsentrasi relatifnya sangat menurun, masih mendominasi nitrogen atom.

Di termosfer, peran penting dimainkan oleh gerakan pasang surut (lihat Pasang surut dan aliran), gelombang gravitasi, proses fotokimia, peningkatan jalur bebas rata-rata partikel, dan faktor lainnya. Hasil pengamatan deselerasi satelit pada ketinggian 200-700 km menghasilkan kesimpulan bahwa ada hubungan antara densitas, suhu dan aktivitas matahari, yang dikaitkan dengan adanya variasi parameter struktur harian, semesteran, dan tahunan. . Ada kemungkinan bahwa variasi diurnal sebagian besar disebabkan oleh pasang surut atmosfer. Selama periode semburan matahari, suhu pada ketinggian 200 km di lintang rendah dapat mencapai 1700-1900 °C.

Di atas 600 km, helium menjadi komponen dominan, dan bahkan lebih tinggi lagi, pada ketinggian 2-20 ribu km, korona hidrogen Bumi meluas. Pada ketinggian ini, Bumi dikelilingi oleh cangkang partikel bermuatan, yang suhunya mencapai beberapa puluh ribu derajat. Berikut adalah sabuk radiasi dalam dan luar Bumi. Sabuk bagian dalam, yang sebagian besar diisi dengan proton dengan energi ratusan MeV, dibatasi oleh ketinggian 500-1600 km pada garis lintang dari khatulistiwa hingga 35-40 °. Sabuk terluar terdiri dari elektron dengan energi pada orde ratusan keV. Di belakang sabuk terluar, ada "sabuk terluar", di mana konsentrasi dan fluks elektron jauh lebih tinggi. Intrusi radiasi sel surya (angin matahari) ke lapisan atas aurora menimbulkan aurora. Di bawah pengaruh pemboman atmosfer bagian atas oleh elektron dan proton korona matahari, cahaya alami atmosfer juga tereksitasi, yang sebelumnya disebut cahaya langit malam. Ketika angin matahari berinteraksi dengan medan magnet bumi, sebuah zona dibuat, yang menerima nama itu. magnetosfer bumi, di mana aliran plasma matahari tidak menembus.

Lapisan atas A. dicirikan oleh adanya angin kencang yang kecepatannya mencapai 100-200 m/detik. Kecepatan dan arah angin di dalam troposfer, mesosfer, dan termosfer bawah memiliki variabilitas ruang-waktu yang besar. Meskipun massa lapisan atas atmosfer tidak signifikan dibandingkan dengan massa lapisan bawah, dan energi proses atmosfer di lapisan atas relatif kecil, tampaknya, ada beberapa pengaruh lapisan atmosfer yang lebih tinggi pada atmosfer. cuaca dan iklim di troposfer.

Radiasi, panas, dan keseimbangan air di atmosfer

Praktis satu-satunya sumber energi untuk semua proses fisik yang berkembang di Armenia adalah radiasi matahari. Fitur utama dari rezim radiasi A. - disebut. efek rumah kaca: A. lemah menyerap radiasi matahari gelombang pendek (sebagian besar mencapai permukaan bumi), tetapi menunda radiasi termal gelombang panjang (seluruhnya inframerah) dari permukaan bumi, yang secara signifikan mengurangi perpindahan panas bumi ke luar angkasa dan meningkatkan suhunya.

Radiasi matahari yang masuk ke A. sebagian diserap di A., terutama oleh uap air, karbon dioksida, ozon, dan aerosol, dan dihamburkan oleh partikel aerosol dan fluktuasi kerapatan A. Sebagai akibat dari hamburan radiasi energi Matahari, tidak hanya energi matahari langsung yang diamati di A., tetapi juga radiasi yang tersebar, bersama-sama mereka membentuk radiasi total. Mencapai permukaan bumi, radiasi total sebagian dipantulkan darinya. Jumlah radiasi yang dipantulkan ditentukan oleh reflektifitas permukaan di bawahnya, yang disebut. albedo Akibat radiasi yang diserap, permukaan bumi menjadi panas dan menjadi sumber radiasi gelombang panjangnya sendiri yang diarahkan ke Bumi.Pada gilirannya, Bumi juga memancarkan radiasi gelombang panjang yang diarahkan ke permukaan bumi (disebut anti radiasi bumi) dan ke ruang dunia (yang disebut ruang). Pertukaran panas rasional antara permukaan bumi dan A. ditentukan oleh radiasi efektif - perbedaan antara radiasi permukaan bumi sendiri dan anti-radiasi A yang diserap olehnya. Perbedaan antara radiasi gelombang pendek yang diserap oleh permukaan bumi dan radiasi efektif adalah disebut keseimbangan radiasi.

Konversi energi radiasi matahari setelah diserap di permukaan bumi dan menjadi energi atmosfer merupakan keseimbangan panas bumi. Sumber utama panas untuk atmosfer adalah permukaan bumi, yang menyerap sebagian besar radiasi matahari. Karena penyerapan radiasi matahari di A. lebih kecil daripada kehilangan panas dari A. ke ruang dunia oleh radiasi gelombang panjang, konsumsi panas radiasi diisi ulang oleh masuknya panas ke A. dari permukaan bumi dalam bentuk perpindahan panas turbulen dan kedatangan panas sebagai akibat kondensasi uap air di A. Sejak akhir jumlah kondensasi di seluruh Afrika sama dengan jumlah curah hujan dan juga jumlah penguapan dari permukaan bumi; masuknya panas kondensasi ke Azerbaijan secara numerik sama dengan panas yang dihabiskan untuk penguapan di permukaan bumi (lihat juga Neraca air).

Sebagian energi radiasi matahari dihabiskan untuk mempertahankan sirkulasi umum atmosfer dan proses atmosfer lainnya, tetapi bagian ini tidak signifikan dibandingkan dengan komponen utama keseimbangan panas.

pergerakan udara

Karena mobilitas udara atmosfer yang tinggi, angin diamati di semua ketinggian langit. Pergerakan udara bergantung pada banyak faktor, yang utamanya adalah pemanasan udara yang tidak merata di berbagai wilayah di dunia.

Perbedaan suhu yang sangat besar di dekat permukaan bumi ada antara khatulistiwa dan kutub karena perbedaan kedatangan energi matahari pada garis lintang yang berbeda. Seiring dengan itu, distribusi suhu dipengaruhi oleh letak benua dan lautan. Karena kapasitas panas yang tinggi dan konduktivitas termal perairan laut, lautan secara signifikan mengurangi fluktuasi suhu yang terjadi sebagai akibat dari perubahan kedatangan radiasi matahari sepanjang tahun. Dalam hal ini, di lintang sedang dan tinggi, suhu udara di atas lautan di musim panas terasa lebih rendah daripada di atas benua, dan di musim dingin lebih tinggi.

Pemanasan atmosfer yang tidak merata berkontribusi pada pengembangan sistem arus udara skala besar - yang disebut. sirkulasi umum atmosfer, yang menciptakan transfer panas horizontal di udara, sebagai akibatnya perbedaan dalam pemanasan udara atmosfer di masing-masing wilayah secara nyata dihaluskan. Bersamaan dengan ini, sirkulasi umum melakukan siklus kelembaban di Afrika, di mana uap air dipindahkan dari lautan ke daratan dan benua dibasahi. Pergerakan udara dalam sistem sirkulasi umum terkait erat dengan distribusi tekanan atmosfer dan juga tergantung pada rotasi Bumi (lihat gaya Coriolis). Di permukaan laut, distribusi tekanan ditandai dengan penurunan di dekat khatulistiwa, peningkatan subtropis (zona tekanan tinggi), dan penurunan lintang sedang dan tinggi. Pada saat yang sama, di atas benua garis lintang ekstratropis, tekanan biasanya meningkat di musim dingin, dan menurun di musim panas.

Sistem arus udara yang kompleks dikaitkan dengan distribusi tekanan planet, beberapa di antaranya relatif stabil, sementara yang lain terus berubah dalam ruang dan waktu. Arus udara yang stabil termasuk angin pasat, yang diarahkan dari garis lintang subtropis kedua belahan bumi ke khatulistiwa. Musim juga relatif stabil - arus udara yang muncul antara laut dan daratan dan memiliki karakter musiman. Di lintang sedang, arus udara barat (dari barat ke timur) mendominasi. Arus ini termasuk pusaran besar - siklon dan antisiklon, biasanya memanjang hingga ratusan dan ribuan kilometer. Siklon juga diamati di garis lintang tropis, di mana mereka dibedakan oleh ukurannya yang lebih kecil, tetapi terutama kecepatan angin yang tinggi, sering mencapai kekuatan badai (yang disebut siklon tropis). Di troposfer atas dan stratosfer bawah, ada aliran jet yang relatif sempit (lebar ratusan kilometer) dengan batas yang jelas, di mana angin mencapai kecepatan luar biasa - hingga 100-150 m / s. Pengamatan menunjukkan bahwa fitur sirkulasi atmosfer di bagian bawah stratosfer ditentukan oleh proses di troposfer.

Di bagian atas stratosfer, di mana ada peningkatan suhu dengan ketinggian, kecepatan angin meningkat dengan ketinggian, dengan angin timur mendominasi di musim panas dan angin barat di musim dingin. Sirkulasi di sini ditentukan oleh sumber panas stratosfer, yang keberadaannya dikaitkan dengan penyerapan intensif radiasi matahari ultraviolet oleh ozon.

Di bagian bawah mesosfer di garis lintang sedang, kecepatan transportasi barat musim dingin meningkat ke nilai maksimum - sekitar 80 m/dtk, dan transportasi timur musim panas - hingga 60 m/dtk pada tingkat sekitar 70 km. Studi terbaru dengan jelas menunjukkan bahwa fitur medan suhu di mesosfer tidak dapat dijelaskan semata-mata oleh pengaruh faktor radiasi. Faktor dinamik adalah yang paling penting (khususnya, pemanasan atau pendinginan ketika udara diturunkan atau dinaikkan), dan sumber panas yang dihasilkan dari reaksi fotokimia (misalnya, rekombinasi oksigen atom) juga dimungkinkan.

Di atas lapisan dingin mesopause (di termosfer), suhu udara mulai meningkat pesat seiring ketinggian. Dalam banyak hal, wilayah Afrika ini mirip dengan bagian bawah stratosfer. Mungkin, sirkulasi di bagian bawah termosfer ditentukan oleh proses di mesosfer, sedangkan dinamika lapisan atas termosfer disebabkan oleh penyerapan radiasi matahari di sini. Namun, sulit untuk mempelajari gerakan atmosfer pada ketinggian ini karena kompleksitasnya yang cukup besar. Yang sangat penting di termosfer adalah pergerakan pasang surut (terutama pasang surut semidiurnal dan diurnal matahari), di bawah pengaruhnya kecepatan angin pada ketinggian lebih dari 80 km dapat mencapai 100-120 m/dtk. Ciri khas pasang surut atmosfer adalah variabilitasnya yang kuat tergantung pada garis lintang, musim, ketinggian di atas permukaan laut, dan waktu. Di termosfer, ada juga perubahan signifikan dalam kecepatan angin dengan ketinggian (terutama di dekat level 100 km), yang disebabkan oleh pengaruh gelombang gravitasi. Terletak di kisaran ketinggian 100-110 km t. turbopause secara tajam memisahkan wilayah yang terletak di atas dari zona percampuran turbulen yang intens.

Seiring dengan arus udara skala besar, banyak sirkulasi udara lokal diamati di lapisan bawah atmosfer (angin, bora, angin lembah gunung, dll.; lihat Angin lokal). Di semua arus udara, denyut angin biasanya dicatat, sesuai dengan pergerakan pusaran udara ukuran sedang dan kecil. Pulsasi semacam itu dikaitkan dengan turbulensi atmosfer, yang secara signifikan memengaruhi banyak proses atmosfer.

Iklim dan cuaca

Perbedaan jumlah radiasi matahari yang mencapai garis lintang yang berbeda dari permukaan bumi, dan kompleksitas strukturnya, termasuk distribusi lautan, benua, dan sistem pegunungan utama, menentukan variasi iklim bumi (lihat Iklim).

literatur

• Meteorologi dan hidrologi selama 50 tahun kekuasaan Soviet, ed. Diedit oleh E. K. Fedorova. Leningrad, 1967.
• Khrgian A. Kh., Fisika Atmosfer, edisi ke-2, M., 1958;
• Zverev A. S., Meteorologi sinoptik dan dasar-dasar prakiraan cuaca, L., 1968;
• Khromov S.P., Meteorologi dan klimatologi untuk fakultas geografi, L., 1964;
• Tverskoy P. N., Kursus meteorologi, L., 1962;
• Matveev LT, Dasar-dasar meteorologi umum. Fisika atmosfer, L., 1965;
• Budyko M. I., Keseimbangan termal permukaan bumi, L., 1956;
• Kondratiev K. Ya., Aktinometri, L., 1965;
• Tails I. A., Lapisan atmosfer yang tinggi, L., 1964;
• Moroz V.I., Fisika planet, M., 1967;
• Tverskoy P. N., Listrik atmosfer, L., 1949;
• Shishkin N. S., Clouds, presipitasi dan listrik petir, M., 1964;
• Ozon di Atmosfer Bumi, ed. G.P. Gushchina, L., 1966;
• Imyanitov I. M., Chubarina E. V., Listrik atmosfer bebas, L., 1965.

M. I. Budyko, K. Ya. Kondratiev.

Artikel atau bagian ini menggunakan teks