Atmosféra sa začala formovať spolu so vznikom Zeme. V priebehu vývoja planéty a ako sa jej parametre približovali moderným hodnotám, došlo k zásadným kvalitatívnym zmenám v jej chemickom zložení a fyzikálnych vlastnostiach. Podľa evolučného modelu bola Zem v ranom štádiu v roztavenom stave a vznikla ako pevné teleso asi pred 4,5 miliardami rokov. Tento míľnik sa považuje za začiatok geologickej chronológie. Odvtedy sa začal pomalý vývoj atmosféry. Niektoré geologické procesy (napríklad vylievanie lávy pri sopečných erupciách) boli sprevádzané uvoľňovaním plynov z útrob Zeme. Zahŕňali dusík, amoniak, metán, vodnú paru, oxid CO2 a oxid uhličitý CO2. Vplyvom slnečného ultrafialového žiarenia sa vodná para rozložila na vodík a kyslík, no uvoľnený kyslík reagoval s oxidom uhoľnatým a vznikol oxid uhličitý. Amoniak sa rozkladá na dusík a vodík. Vodík v procese difúzie stúpal a opúšťal atmosféru, zatiaľ čo ťažší dusík nemohol uniknúť a postupne sa hromadil, stal sa hlavnou zložkou, aj keď časť z neho bola viazaná do molekúl v dôsledku chemických reakcií ( cm. CHÉMIA ATMOSFÉRY). Vplyvom ultrafialových lúčov a elektrických výbojov sa zmes plynov, ktoré sa nachádzali v pôvodnej atmosfére Zeme, dostávala do chemických reakcií, v dôsledku ktorých vznikali organické látky, najmä aminokyseliny. S príchodom primitívnych rastlín sa začal proces fotosyntézy sprevádzaný uvoľňovaním kyslíka. Tento plyn, najmä po difúzii do vyšších vrstiev atmosféry, začal chrániť jej spodné vrstvy a zemský povrch pred životu nebezpečným ultrafialovým a röntgenovým žiarením. Podľa teoretických odhadov by obsah kyslíka, ktorý je 25 000-krát nižší ako teraz, už mohol viesť k vytvoreniu ozónovej vrstvy len o polovicu menšej ako teraz. To však už stačí na to, aby poskytovalo veľmi významnú ochranu organizmov pred škodlivými účinkami ultrafialových lúčov.

Je pravdepodobné, že primárna atmosféra obsahovala veľa oxidu uhličitého. Bol spotrebovaný počas fotosyntézy a jeho koncentrácia musela klesať s vývojom sveta rastlín a tiež v dôsledku absorpcie počas niektorých geologických procesov. Pokiaľ ide o skleníkový efekt spojené s prítomnosťou oxidu uhličitého v atmosfére sú kolísanie jeho koncentrácie jednou z dôležitých príčin takých rozsiahlych klimatických zmien v histórii Zeme, ako napr. doby ľadové.

Hélium prítomné v modernej atmosfére je väčšinou produktom rádioaktívneho rozpadu uránu, tória a rádia. Tieto rádioaktívne prvky emitujú a-častice, ktoré sú jadrami atómov hélia. Keďže pri rádioaktívnom rozpade nevzniká a nezmizne elektrický náboj, pri vzniku každej a-častice sa objavia dva elektróny, ktoré po rekombinácii s a-časticami vytvoria neutrálne atómy hélia. Rádioaktívne prvky sú obsiahnuté v mineráloch rozptýlených v hrúbke hornín, takže značná časť hélia vzniknutého v dôsledku rádioaktívneho rozpadu je v nich uložená a veľmi pomaly prchá do atmosféry. Určité množstvo hélia stúpa do exosféry v dôsledku difúzie, ale v dôsledku neustáleho prílevu zo zemského povrchu zostáva objem tohto plynu v atmosfére takmer nezmenený. Na základe spektrálnej analýzy hviezdneho svetla a štúdia meteoritov je možné odhadnúť relatívne zastúpenie rôznych chemických prvkov vo vesmíre. Koncentrácia neónu vo vesmíre je asi desaťmiliardkrát vyššia ako na Zemi, kryptónu - desaťmiliónkrát a xenónu - miliónkrát. Z toho vyplýva, že koncentrácia týchto inertných plynov, zrejme pôvodne prítomných v zemskej atmosfére a nedoplňujúcich sa v priebehu chemických reakcií, výrazne klesla, pravdepodobne už v štádiu straty primárnej atmosféry Zeme. Výnimkou je inertný plyn argón, pretože stále vzniká vo forme izotopu 40 Ar v procese rádioaktívneho rozpadu izotopu draslíka.

Rozloženie barometrického tlaku.

Celková hmotnosť atmosférických plynov je približne 4,5 10 15 ton.„Hmotnosť“ atmosféry na jednotku plochy, čiže atmosférický tlak, je teda približne 11 t/m 2 = 1,1 kg/cm 2 na hladine mora. Tlak rovný P 0 \u003d 1033,23 g / cm2 \u003d 1013,250 mbar \u003d 760 mm Hg. čl. = 1 atm, braný ako štandardný stredný atmosférický tlak. Pre atmosféru v hydrostatickej rovnováhe platí: d P= -rgd h, čo znamená, že na intervale výšok od h predtým h+d h odohráva sa rovnosť medzi zmenami atmosférického tlaku d P a hmotnosť zodpovedajúceho prvku atmosféry s jednotkovou plochou, hustotou r a hrúbkou d h. Ako pomer medzi tlakom R a teplotu T používa sa stavová rovnica ideálneho plynu s hustotou r, ktorá je celkom použiteľná pre zemskú atmosféru: P= r R T/m, kde m je molekulová hmotnosť a R = 8,3 J/(K mol) je univerzálna plynová konštanta. Potom dlog P= – (m g/RT)d h= -bd h= – d h/H, kde tlakový gradient je na logaritmickej stupnici. Prevrátená hodnota H sa nazýva mierka výšky atmosféry.

Pri integrácii tejto rovnice pre izotermickú atmosféru ( T= const) alebo ak je takáto aproximácia akceptovateľná, získa sa barometrický zákon rozloženia tlaku s výškou: P = P 0 exp(- h/H 0), kde je údaj o výške h vyrobené z hladiny oceánu, kde je štandardný stredný tlak P 0 Výraz H 0 = R T/ mg, sa nazýva výšková stupnica, ktorá charakterizuje rozsah atmosféry za predpokladu, že teplota v nej je všade rovnaká (izotermická atmosféra). Ak atmosféra nie je izotermická, potom je potrebné integrovať s prihliadnutím na zmenu teploty s výškou a parameter H- nejaká lokálna charakteristika vrstiev atmosféry v závislosti od ich teploty a vlastností prostredia.

Štandardná atmosféra.

Model (tabuľka hodnôt hlavných parametrov) zodpovedajúci štandardnému tlaku v spodnej časti atmosféry R 0 a chemické zloženie sa nazýva štandardná atmosféra. Presnejšie povedané, ide o podmienený model atmosféry, pre ktorý sú priemerné hodnoty teploty, tlaku, hustoty, viskozity a iných charakteristík vzduchu pre zemepisnú šírku 45° 32° 33І nastavené vo výškach od 2 km pod morom. úroveň k vonkajšej hranici zemskej atmosféry. Parametre strednej atmosféry vo všetkých nadmorských výškach boli vypočítané pomocou stavovej rovnice ideálneho plynu a barometrického zákona za predpokladu, že na hladine mora je tlak 1013,25 hPa (760 mmHg) a teplota 288,15 K (15,0 °C). Podľa charakteru vertikálneho rozloženia teplôt sa priemerná atmosféra skladá z niekoľkých vrstiev, v každej z nich je teplota aproximovaná lineárnou funkciou výšky. V najnižšej z vrstiev – troposfére (h Ј 11 km) teplota klesá o 6,5 °C s každým kilometrom stúpania. Vo vysokých nadmorských výškach sa hodnota a znamienko vertikálneho teplotného gradientu mení z vrstvy na vrstvu. Nad 790 km je teplota okolo 1000 K a s výškou sa prakticky nemení.

Štandardná atmosféra je periodicky aktualizovaná, legalizovaná norma, vydávaná vo forme tabuliek.

Tabuľka 1. Štandardný model zemskej atmosféry

Stôl 1. ŠTANDARDNÝ MODEL ZEMSKEJ ATMOSFÉRY. Tabuľka ukazuje: h- výška od hladiny mora, R- tlak, T– teplota, r – hustota, N je počet molekúl alebo atómov na jednotku objemu, H- výšková stupnica, l je dĺžka voľnej cesty. Tlak a teplota vo výške 80–250 km, získané z údajov o raketách, majú nižšie hodnoty. Extrapolované hodnoty pre výšky väčšie ako 250 km nie sú veľmi presné.
h(km)	P(mbar)	T(°C)	r (g / cm 3)	N(cm -3)	H(km)	l(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

Troposféra.

Najnižšia a najhustejšia vrstva atmosféry, v ktorej s výškou rýchlo klesá teplota, sa nazýva troposféra. Obsahuje až 80 % celkovej hmotnosti atmosféry a siaha v polárnych a stredných zemepisných šírkach do výšok 8–10 km a v trópoch do 16–18 km. Rozvíjajú sa tu takmer všetky poveternostné procesy, dochádza k výmene tepla a vlhkosti medzi Zemou a jej atmosférou, tvoria sa oblaky, vznikajú rôzne meteorologické javy, vznikajú hmly a zrážky. Tieto vrstvy zemskej atmosféry sú v konvekčnej rovnováhe a vďaka aktívnemu miešaniu majú homogénne chemické zloženie, hlavne z molekulárneho dusíka (78 %) a kyslíka (21 %). Prevažná väčšina prírodných a umelých aerosólových a plynných látok znečisťujúcich ovzdušie sa sústreďuje v troposfére. Dynamika spodnej časti troposféry s hrúbkou do 2 km silne závisí od vlastností podložného povrchu Zeme, ktorý určuje horizontálne a vertikálne pohyby vzduchu (vetrov) v dôsledku prenosu tepla z teplejšej krajiny cez IR žiarenie zemského povrchu, ktoré je v troposfére pohlcované najmä vodnou parou a oxidom uhličitým (skleníkový efekt). Rozloženie teploty s výškou je stanovené ako výsledok turbulentného a konvekčného miešania. V priemere to zodpovedá poklesu teploty s výškou asi 6,5 K/km.

Rýchlosť vetra v povrchovej hraničnej vrstve sa najprv rýchlo zvyšuje s výškou a pri vyššom sa ďalej zvyšuje o 2–3 km/s na kilometer. Niekedy v troposfére existujú úzke planetárne prúdy (s rýchlosťou viac ako 30 km / s), západné v stredných zemepisných šírkach a východné v blízkosti rovníka. Nazývajú sa tryskové prúdy.

tropopauza.

Na hornej hranici troposféry (tropopauza) teplota dosahuje svoju minimálnu hodnotu pre spodnú atmosféru. Ide o prechodovú vrstvu medzi troposférou a stratosférou nad ňou. Hrúbka tropopauzy je od stoviek metrov do 1,5–2 km a teplota a nadmorská výška sa pohybujú od 190 do 220 K a od 8 do 18 km v závislosti od zemepisnej šírky a ročného obdobia. V miernych a vysokých zemepisných šírkach je v zime o 1–2 km nižšia ako v lete a o 8–15 K teplejšia. V trópoch sú sezónne zmeny oveľa menšie (nadmorská výška 16–18 km, teplota 180–200 K). Vyššie prúdové prúdy možné pretrhnutie tropopauzy.

Voda v zemskej atmosfére.

Najdôležitejšou črtou zemskej atmosféry je prítomnosť značného množstva vodnej pary a vody vo forme kvapiek, ktorú možno najľahšie pozorovať vo forme oblakov a oblačných štruktúr. Stupeň oblačnosti oblohy (v určitom okamihu alebo v priemere za určité časové obdobie), vyjadrený na 10-bodovej stupnici alebo v percentách, sa nazýva oblačnosť. Tvar oblakov určuje medzinárodná klasifikácia. V priemere pokrývajú mraky asi polovicu zemegule. Oblačnosť je dôležitým faktorom charakterizujúcim počasie a klímu. V zime a v noci oblačnosť bráni poklesu teploty zemského povrchu a povrchovej vrstvy vzduchu, v lete a cez deň zoslabuje ohrievanie zemského povrchu slnečnými lúčmi, zjemňuje klímu vo vnútri kontinentov.

Mraky.

Oblaky sú nahromadenia kvapiek vody suspendovaných v atmosfére (vodné oblaky), ľadových kryštálikov (ľadové oblaky) alebo oboch (zmiešané oblaky). Keď sa kvapky a kryštály zväčšujú, vypadávajú z oblakov vo forme zrážok. Oblaky sa tvoria hlavne v troposfére. Vznikajú kondenzáciou vodnej pary obsiahnutej vo vzduchu. Priemer kvapiek oblaku je rádovo niekoľko mikrónov. Obsah kvapalnej vody v oblakoch je od zlomkov po niekoľko gramov na m3. Oblaky sa rozlišujú podľa výšky: Podľa medzinárodnej klasifikácie existuje 10 rodov oblakov: cirrus, cirrocumulus, cirrostratus, altocumulus, altostratus, stratonimbus, stratus, stratocumulus, cumulonimbus, cumulus.

V stratosfére pozorujeme aj perleťové oblaky a v mezosfére noctilentné oblaky.

Cirrusové oblaky - priehľadné oblaky vo forme tenkých bielych nití alebo závojov s hodvábnym leskom, ktoré nedávajú tieň. Cirrusové oblaky sú tvorené ľadovými kryštálmi a vznikajú v hornej troposfére pri veľmi nízkych teplotách. Niektoré typy cirrusových oblakov slúžia ako predzvesť zmien počasia.

Oblaky Cirrocumulus sú hrebene alebo vrstvy tenkých bielych oblakov v hornej troposfére. Oblaky Cirrocumulus sú postavené z malých prvkov, ktoré vyzerajú ako vločky, vlnky, malé guľôčky bez tieňov a pozostávajú hlavne z ľadových kryštálikov.

Oblaky Cirrostratus - belavý priesvitný závoj v hornej troposfére, zvyčajne vláknitý, niekedy rozmazaný, pozostávajúci z malých ihličkovitých alebo stĺpcových ľadových kryštálikov.

Altocumulus oblaky sú biele, sivé alebo bielosivé oblaky nižších a stredných vrstiev troposféry. Oblaky Altocumulus majú formu vrstiev a hrebeňov, akoby boli postavené z dosiek ležiacich nad sebou, zaoblených hmôt, hriadeľov, vločiek. Altocumulus sa vytvára počas intenzívnej konvekčnej aktivity a zvyčajne pozostáva z podchladených kvapiek vody.

Altostratus oblaky sú sivasté alebo modrasté oblaky vláknitej alebo jednotnej štruktúry. Oblaky Altostratus sú pozorované v strednej troposfére, siahajú niekoľko kilometrov na výšku a niekedy tisíce kilometrov v horizontálnom smere. Oblaky altostratus sú zvyčajne súčasťou frontálnych oblakových systémov spojených so vzostupnými pohybmi vzdušných hmôt.

Oblaky Nimbostratus - nízka (od 2 km a viac) amorfná vrstva oblakov jednotnej šedej farby, ktorá vedie k zamračenému dažďu alebo snehu. Oblaky Nimbostratus - vysoko vyvinuté vertikálne (až niekoľko km) a horizontálne (niekoľko tisíc km), pozostávajú z podchladených vodných kvapiek zmiešaných so snehovými vločkami, zvyčajne spojených s atmosférickými frontami.

Stratusové oblaky - oblaky nižšej úrovne vo forme homogénnej vrstvy bez určitých obrysov, šedej farby. Výška stratusových oblakov nad zemským povrchom je 0,5–2 km. Zo stratusovej oblačnosti občas mrholenie.

Kupovité oblaky sú husté, jasné biele oblaky počas dňa s výrazným vertikálnym vývojom (až 5 km a viac). Horné časti kupovitých oblakov vyzerajú ako kupoly alebo veže so zaoblenými obrysmi. Kumulové oblaky sa zvyčajne tvoria ako konvekčné oblaky v masách studeného vzduchu.

Oblaky Stratocumulus - nízke (pod 2 km) oblaky vo forme sivých alebo bielych nevláknitých vrstiev alebo hrebeňov okrúhlych veľkých blokov. Vertikálna hrúbka oblakov stratocumulus je malá. Oblaky stratocumulus občas poskytujú slabé zrážky.

Oblaky Cumulonimbus sú mohutné a husté oblaky so silným vertikálnym vývojom (až do výšky 14 km), ktoré poskytujú výdatné zrážky s búrkami, krupobitím, búrkami. Oblaky Cumulonimbus sa vyvíjajú zo silných kopovitých oblakov, ktoré sa od nich líšia v hornej časti, pozostávajúce z ľadových kryštálov.

Stratosféra.

Cez tropopauzu v priemere vo výškach od 12 do 50 km prechádza troposféra do stratosféry. V spodnej časti cca 10 km, t.j. do výšok okolo 20 km je izotermický (teplota okolo 220 K). Potom sa zvyšuje s nadmorskou výškou a dosahuje maximum asi 270 K vo výške 50–55 km. Tu je hranica medzi stratosférou a nadložnou mezosférou, ktorá sa nazýva stratopauza. .

V stratosfére je oveľa menej vodnej pary. Napriek tomu sú občas pozorované tenké priesvitné perleťové oblaky, ktoré sa občas objavia v stratosfére vo výške 20–30 km. Perleťové oblaky sú viditeľné na tmavej oblohe po západe slnka a pred východom slnka. Tvarom sa perleťové oblaky podobajú oblakom cirrus a cirrocumulus.

Stredná atmosféra (mezosféra).

Vo výške okolo 50 km začína mezosféra vrcholom širokého teplotného maxima. . Dôvod zvýšenia teploty v oblasti tohto maxima je exotermická (t.j. sprevádzaná uvoľňovaním tepla) fotochemická reakcia rozkladu ozónu: O 3 + hv® O 2 + O. Ozón vzniká ako výsledok fotochemického rozkladu molekulárneho kyslíka O 2

Asi 2+ hv® O + O a následná reakcia trojitej zrážky atómu a molekuly kyslíka s nejakou treťou molekulou M.

O + 02 + M®03 + M

Ozón nenásytne absorbuje ultrafialové žiarenie v oblasti od 2000 do 3000 Á a toto žiarenie ohrieva atmosféru. Ozón nachádzajúci sa vo vyšších vrstvách atmosféry slúži ako akýsi štít, ktorý nás chráni pred pôsobením ultrafialového žiarenia zo slnka. Bez tohto štítu by rozvoj života na Zemi v jeho moderných podobách bol sotva možný.

Vo všeobecnosti v celej mezosfére teplota atmosféry klesá na svoju minimálnu hodnotu asi 180 K na hornej hranici mezosféry (nazývaná mezopauza, výška je asi 80 km). V blízkosti mezopauzy, vo výškach 70 – 90 km, sa môže objaviť veľmi tenká vrstva ľadových kryštálikov a čiastočky sopečného a meteoritového prachu, pozorované vo forme krásnej podívanej na noctilucentnú oblačnosť. krátko po západe slnka.

V mezosfére sa väčšinou spaľujú malé pevné častice meteoritu, ktoré dopadajú na Zem, čo spôsobuje fenomén meteorov.

Meteory, meteority a ohnivé gule.

Vzplanutia a iné javy vo vyšších vrstvách atmosféry Zeme spôsobené vniknutím do nej rýchlosťou 11 km/sa nad pevnými kozmickými časticami alebo telesami sa nazývajú meteoroidy. Je tu pozorovaná stopa jasného meteoru; najmocnejšie javy, často sprevádzané pádom meteoritov, sú tzv ohnivé gule; meteory sú spojené s meteorickými rojmi.

meteorický roj:

1) jav viacnásobného meteoru padá počas niekoľkých hodín alebo dní z jedného radiantu.

2) roj meteoroidov pohybujúcich sa na jednej dráhe okolo Slnka.

Systematický výskyt meteorov v určitej oblasti oblohy a v určité dni v roku, spôsobený priesečníkom obežnej dráhy Zeme so spoločnou obežnou dráhou mnohých telies meteoritov pohybujúcich sa približne rovnakou a rovnako smerovanou rýchlosťou, v dôsledku čoho Zdá sa, že cesty na oblohe vychádzajú z jedného spoločného bodu (žiariaceho) . Sú pomenované podľa súhvezdia, kde sa radiant nachádza.

Meteorické roje svojimi svetelnými efektmi pôsobia hlbokým dojmom, no jednotlivé meteory vidno len zriedka. Oveľa početnejšie sú neviditeľné meteory, príliš malé na to, aby ich bolo možné vidieť v momente, keď ich pohltí atmosféra. Niektoré z najmenších meteorov sa pravdepodobne vôbec nezohrievajú, ale sú zachytené iba atmosférou. Tieto malé častice s veľkosťou od niekoľkých milimetrov do desaťtisícin milimetra sa nazývajú mikrometeority. Množstvo meteorickej hmoty vstupujúcej do atmosféry každý deň je od 100 do 10 000 ton, pričom väčšinu tejto hmoty tvoria mikrometeority.

Keďže meteorická hmota čiastočne horí v atmosfére, jej plynové zloženie je doplnené o stopy rôznych chemických prvkov. Napríklad kamenné meteory prinášajú lítium do atmosféry. Spaľovanie kovových meteorov vedie k tvorbe drobných guľovitých železných, železo-niklových a iných kvapôčok, ktoré prechádzajú atmosférou a ukladajú sa na zemský povrch. Možno ich nájsť v Grónsku a Antarktíde, kde ľadové štíty zostávajú roky takmer nezmenené. Oceánológovia ich nachádzajú v sedimentoch dna oceánov.

Väčšina meteorických častíc vstupujúcich do atmosféry sa usadí do 30 dní. Niektorí vedci sa domnievajú, že tento kozmický prach hrá dôležitú úlohu pri tvorbe atmosférických javov, ako je dážď, keďže slúži ako zárodok kondenzácie vodnej pary. Preto sa predpokladá, že zrážky sú štatisticky spojené s veľkými meteorickými rojmi. Niektorí odborníci sa však domnievajú, že keďže celkový príkon meteorickej hmoty je mnohonásobne väčší ako pri najväčšom meteorickom roji, možno zanedbať zmenu celkového množstva tohto materiálu, ktorá nastane v dôsledku jedného takéhoto roja.

Niet pochýb o tom, že najväčšie mikrometeority a viditeľné meteority zanechávajú dlhé stopy po ionizácii vo vysokých vrstvách atmosféry, najmä v ionosfére. Takéto stopy možno použiť na rádiovú komunikáciu na veľké vzdialenosti, pretože odrážajú vysokofrekvenčné rádiové vlny.

Energia meteorov vstupujúcich do atmosféry sa vynakladá hlavne a možno úplne na jej zahrievanie. Ide o jednu z vedľajších zložiek tepelnej bilancie atmosféry.

Meteorit je pevné teleso prírodného pôvodu, ktoré spadlo na povrch Zeme z vesmíru. Zvyčajne rozlišujte kameň, železo-kameň a železné meteority. Posledne menované pozostávajú hlavne zo železa a niklu. Spomedzi nájdených meteoritov má väčšina z nich hmotnosť od niekoľkých gramov do niekoľkých kilogramov. Najväčší z nájdených, železný meteorit Goba váži asi 60 ton a stále leží na tom istom mieste, kde bol objavený, v Južnej Afrike. Väčšina meteoritov sú fragmenty asteroidov, ale niektoré meteority mohli prísť na Zem z Mesiaca a dokonca aj z Marsu.

Ohnivá guľa je veľmi jasný meteor, niekedy pozorovaný aj cez deň, často zanechávajúci za sebou dymovú stopu a sprevádzaný zvukovými javmi; často končí pádom meteoritov.

Termosféra.

Nad teplotným minimom mezopauzy začína termosféra, pri ktorej teplota najskôr pomaly a potom rýchlo začne opäť stúpať. Dôvodom je absorpcia ultrafialového slnečného žiarenia vo výškach 150–300 km v dôsledku ionizácie atómového kyslíka: O + hv® O++ e.

V termosfére teplota nepretržite stúpa do výšky asi 400 km, kde v epoche maximálnej slnečnej aktivity dosahuje cez deň 1800 K. V epoche minima môže byť táto hraničná teplota nižšia ako 1000 K. Nad 400 st. km prechádza atmosféra do izotermickej exosféry. Kritická úroveň (základ exosféry) sa nachádza v nadmorskej výške asi 500 km.

Polárna žiara a mnohé obežné dráhy umelých satelitov, ako aj noctilucentné oblaky – všetky tieto javy sa vyskytujú v mezosfére a termosfére.

Polárne svetlá.

Vo vysokých zemepisných šírkach sú počas porúch magnetického poľa pozorované polárne žiary. Môžu trvať niekoľko minút, ale často sú viditeľné aj niekoľko hodín. Polárne žiary sa veľmi líšia tvarom, farbou a intenzitou, pričom všetky sa niekedy v priebehu času veľmi rýchlo menia. Spektrum polárnej žiary pozostáva z emisných čiar a pásiem. Niektoré emisie z nočnej oblohy sú zosilnené v spektre polárnej žiary, predovšetkým zelené a červené čiary l 5577 Å a l 6300 Å kyslíka. Stáva sa, že jedna z týchto línií je mnohonásobne intenzívnejšia ako druhá, a to určuje viditeľnú farbu vyžarovania: zelená alebo červená. Poruchy v magnetickom poli sú sprevádzané aj poruchami rádiovej komunikácie v polárnych oblastiach. Narušenie je spôsobené zmenami v ionosfére, čo znamená, že počas magnetických búrok funguje silný zdroj ionizácie. Zistilo sa, že silné magnetické búrky sa vyskytujú, keď sú v blízkosti stredu slnečného disku veľké skupiny škvŕn. Pozorovania ukázali, že búrky nesúvisia so samotnými škvrnami, ale so slnečnými erupciami, ktoré sa objavujú počas vývoja skupiny škvŕn.

Polárne žiary sú rozsahom svetla rôznej intenzity s rýchlymi pohybmi pozorovanými v oblastiach vysokej zemepisnej šírky Zeme. Vizuálna polárna žiara obsahuje zelené (5577Á) a červené (6300/6364Á) emisné čiary atómového kyslíka a molekulárne pásy N2, ktoré sú excitované energetickými časticami slnečného a magnetosférického pôvodu. Tieto emisie sa zvyčajne zobrazujú vo výške okolo 100 km a viac. Termín optická polárna žiara sa používa na označenie vizuálnych polárnych žiar a ich infračerveného až ultrafialového emisného spektra. Energia žiarenia v infračervenej časti spektra výrazne prevyšuje energiu viditeľnej oblasti. Keď sa objavili polárne žiary, emisie boli pozorované v rozsahu ULF (

Skutočné formy polárnej žiary je ťažké klasifikovať; Najčastejšie sa používajú tieto výrazy:

1. Pokojné jednotné oblúky alebo pruhy. Oblúk zvyčajne siaha ~1000 km v smere geomagnetickej rovnobežky (v polárnych oblastiach smerom k Slnku) a má šírku od jedného do niekoľkých desiatok kilometrov. Pás je zovšeobecnením pojmu oblúk, zvyčajne nemá pravidelný oblúkovitý tvar, ale ohýba sa v tvare S alebo v tvare špirál. Oblúky a pásy sa nachádzajú vo výškach 100–150 km.

2. Lúče polárnej žiary . Tento termín označuje aurorálnu štruktúru natiahnutú pozdĺž magnetických siločiar s vertikálnym predĺžením od niekoľkých desiatok do niekoľkých stoviek kilometrov. Dĺžka lúčov pozdĺž horizontály je malá, od niekoľkých desiatok metrov do niekoľkých kilometrov. Lúče sa zvyčajne pozorujú v oblúkoch alebo ako samostatné štruktúry.

3. Škvrny alebo povrchy . Ide o izolované oblasti žiary, ktoré nemajú špecifický tvar. Jednotlivé škvrny môžu spolu súvisieť.

4. Závoj. Nezvyčajná forma polárnej žiary, čo je jednotná žiara, ktorá pokrýva veľké plochy oblohy.

Podľa štruktúry sa polárne žiary delia na homogénne, leštené a žiarivé. Používajú sa rôzne výrazy; pulzujúci oblúk, pulzujúca plocha, difúzna plocha, žiarivý pás, drapéria a pod. Existuje klasifikácia polárnych žiarov podľa ich farby. Podľa tejto klasifikácie sú polárne žiary typu ALE. Horná časť alebo celá je červená (6300–6364 Å). Zvyčajne sa objavujú vo výškach 300–400 km počas vysokej geomagnetickej aktivity.

Typ Aurora AT sú v spodnej časti sfarbené do červena a sú spojené s luminiscenciou pásov prvého pozitívneho systému N2 a prvého negatívneho systému O2. Takéto formy polárnej žiary sa objavujú počas najaktívnejších fáz polárnej žiary.

Zóny polárne žiary – ide o zóny maximálnej frekvencie výskytu polárnych žiaroviek v noci, podľa pozorovateľov na pevnom bode na povrchu Zeme. Zóny sa nachádzajú na 67° severnej a južnej šírky a ich šírka je asi 6°. Maximálny výskyt polárnych žiar, zodpovedajúci danému momentu miestneho geomagnetického času, sa vyskytuje v oválnych pásoch (aurora oval), ktoré sú umiestnené asymetricky okolo severného a južného geomagnetického pólu. Ovál polárnej žiary je pevne stanovený v súradniciach zemepisnej šírky a času a zóna polárnej žiary je miestom bodov v polnočnej oblasti oválu v súradniciach zemepisnej šírky a dĺžky. Oválny pás sa nachádza približne 23° od geomagnetického pólu v nočnom sektore a 15° v dennom sektore.

Polárny ovál a zóny polárnej žiary. Umiestnenie oválu polárnej žiary závisí od geomagnetickej aktivity. Pri vysokej geomagnetickej aktivite sa ovál stáva širším. Zóny polárnej žiary alebo oválne hranice polárnej žiary sú lepšie reprezentované L 6.4 ako dipólovými súradnicami. Čiary geomagnetického poľa na hranici denného sektora oválu polárnej žiary sa zhodujú s magnetopauza. Dochádza k zmene polohy oválu polárnej žiary v závislosti od uhla medzi geomagnetickou osou a smerom Zem – Slnko. Polárny ovál sa určuje aj na základe údajov o precipitácii častíc (elektrónov a protónov) určitých energií. Jeho polohu možno nezávisle určiť z údajov o kaspach na dennej strane a v magnetotaile.

Denná odchýlka vo frekvencii výskytu polárnych žiaroviek v zóne polárnej žiary má maximum o geomagnetickej polnoci a minimum o geomagnetickom poludní. Na takmer rovníkovej strane oválu frekvencia výskytu polárnych žiaroviek prudko klesá, no tvar denných variácií je zachovaný. Na polárnej strane oválu frekvencia výskytu polárnych žiaroviek postupne klesá a je charakterizovaná komplexnými dennými zmenami.

Intenzita polárnych žiar.

Intenzita Aurory určená meraním povrchu zdanlivého jasu. Svetlý povrch ja polárna žiara v určitom smere je určená celkovou emisiou 4p ja fotón/(cm 2 s). Keďže táto hodnota nie je skutočným povrchovým jasom, ale predstavuje emisiu zo stĺpca, pri štúdiu polárnych žiar sa zvyčajne používa jednotka fotón/(cm 2 stĺpec s). Zvyčajná jednotka na meranie celkovej emisie je Rayleigh (Rl) rovná 106 fotónov / (cm 2 stĺpec s). Praktickejšia jednotka intenzity polárnej žiary sa určuje z emisií jednej čiary alebo pásma. Napríklad intenzita polárnej žiary je určená medzinárodnými koeficientmi jasu (ICF) podľa údajov intenzity zelenej čiary (5577 Á); 1 kRl = I MKH, 10 kRl = II MKH, 100 kRl = III MKH, 1000 kRl = IV MKH (maximálna intenzita polárnej žiary). Túto klasifikáciu nemožno použiť pre červené polárne žiary. Jedným z objavov epochy (1957–1958) bolo stanovenie priestorovej a časovej distribúcie polárnych žiaroviek vo forme oválu posunutého vzhľadom na magnetický pól. Z jednoduchých predstáv o kruhovom tvare rozloženia polárnych žiaroviek vzhľadom na magnetický pól, bol dokončený prechod k modernej fyzike magnetosféry. Česť objavu patrí O. Khorosheva, a G. Starkov, J. Feldshtein, S-I. Ovál polárnej žiary je oblasťou najintenzívnejšieho dopadu slnečného vetra na hornú vrstvu atmosféry Zeme. Intenzita polárnej žiary je najväčšia na ovále a jej dynamiku nepretržite monitorujú satelity.

Stabilné polárne červené oblúky.

Pevný polárny červený oblúk, inak nazývaný červený oblúk strednej šírky alebo M-oblúk, je subvizuálny (pod hranicou citlivosti oka) široký oblúk, natiahnutý od východu na západ v dĺžke tisícok kilometrov a obopínajúci možno celú Zem. Zemepisná šírka oblúka je 600 km. Emisia zo stabilného aurorálneho červeného oblúka je takmer monochromatická v červených čiarach l 6300 Å a l 6364 Å. Nedávno boli zaznamenané aj slabé emisné čiary l 5577 Å (OI) a l 4278 Å (N + 2). Pretrvávajúce červené oblúky sú klasifikované ako polárne žiary, ale objavujú sa v oveľa vyšších nadmorských výškach. Dolná hranica sa nachádza v nadmorskej výške 300 km, horná hranica je asi 700 km. Intenzita tichého aurorálneho červeného oblúka v emisii l 6300 Å sa pohybuje od 1 do 10 kRl (typická hodnota je 6 kRl). Prah citlivosti oka pri tejto vlnovej dĺžke je asi 10 kR, takže oblúky sa vizuálne pozorujú len zriedka. Pozorovania však ukázali, že ich jasnosť je >50 kR počas 10 % nocí. Obvyklá životnosť oblúkov je približne jeden deň a v nasledujúcich dňoch sa objavujú len zriedka. Rádiové vlny zo satelitov alebo rádiových zdrojov pretínajúce stabilné aurorálne červené oblúky podliehajú scintiláciám, čo naznačuje existenciu nehomogenít elektrónovej hustoty. Teoretickým vysvetlením červených oblúkov je vyhrievanie elektrónov v oblasti F ionosféry spôsobujú nárast atómov kyslíka. Satelitné pozorovania ukazujú zvýšenie teploty elektrónov pozdĺž geomagnetických siločiar, ktoré pretínajú stabilné aurorálne červené oblúky. Intenzita týchto oblúkov pozitívne koreluje s geomagnetickou aktivitou (búrky) a frekvencia výskytu oblúkov pozitívne koreluje s aktivitou slnečných škvŕn.

Zmena polárnej žiary.

Niektoré formy polárnej žiary zažívajú kvázi-periodické a koherentné časové zmeny intenzity. Tieto polárne žiary s približne stacionárnou geometriou a rýchlymi periodickými zmenami vyskytujúcimi sa vo fáze sa nazývajú meniace sa polárne žiary. Sú klasifikované ako polárne žiary formulárov R podľa Medzinárodného atlasu polárnych žiaroviek Podrobnejšie rozdelenie meniacich sa polárnych žiaroviek:

R 1 (pulzujúca polárna žiara) je žiara s rovnomernými fázovými variáciami jasu v celej forme polárnej žiary. Podľa definície sa pri ideálnej pulzujúcej polárnej žiare dá oddeliť priestorová a časová časť pulzácie, t.j. jas ja(r,t)= ja s(r)· ja T(t). V typickej polárnej žiare R 1 dochádza k pulzáciám s frekvenciou 0,01 až 10 Hz nízkej intenzity (1–2 kR). Väčšina polárnych žiar R 1 sú body alebo oblúky, ktoré pulzujú s periódou niekoľkých sekúnd.

R 2 (ohnivá polárna žiara). Tento výraz sa zvyčajne používa na označenie pohybov, ako sú plamene napĺňajúce oblohu, a nie na opis jedinej formy. Polárne žiary majú tvar oblúka a zvyčajne sa pohybujú nahor z výšky 100 km. Tieto polárne žiary sú pomerne zriedkavé a vyskytujú sa častejšie mimo polárnych žiaroviek.

R 3 (blikajúca polárna žiara). Ide o polárne žiary s rýchlymi, nepravidelnými alebo pravidelnými zmenami jasu, ktoré na oblohe vyvolávajú dojem mihotavého plameňa. Objavujú sa krátko pred kolapsom polárnej žiary. Bežne pozorovaná variačná frekvencia R 3 sa rovná 10 ± 3 Hz.

Termín prúdiaca polárna žiara, ktorý sa používa pre inú triedu pulzujúcich polárnych žiar, sa vzťahuje na nepravidelné zmeny jasu rýchlo sa pohybujúce horizontálne v oblúkoch a pásoch polárnych žiaroviek.

Meniaca sa polárna žiara je jedným zo slnečno-pozemských javov sprevádzajúcich pulzácie geomagnetického poľa a polárneho röntgenového žiarenia spôsobeného zrážaním častíc slnečného a magnetosférického pôvodu.

Žiara polárnej čiapky sa vyznačuje vysokou intenzitou pásu prvého negatívneho systému N + 2 (λ 3914 Å). Zvyčajne sú tieto pásy N + 2 päťkrát intenzívnejšie ako zelená čiara OI l 5577 Å; absolútna intenzita žiaru polárnej čiapky je od 0,1 do 10 kRl (zvyčajne 1–3 kRl). S týmito polárnymi žiarami, ktoré sa objavujú počas periód PCA, rovnomerná žiara pokrýva celú polárnu čiapočku až po geomagnetickú šírku 60° vo výškach 30 až 80 km. Generujú ho najmä slnečné protóny a d-častice s energiami 10–100 MeV, ktoré v týchto výškach vytvárajú ionizačné maximum. V zónach polárnej žiary je ešte jeden typ žiary, nazývaný plášťová polárna žiara. Pre tento typ polárnej žiary je denné maximum intenzity v ranných hodinách 1–10 kR a minimum intenzity je päťkrát slabšie. Pozorovaní polárnej žiary v plášti sú málo a ich intenzita závisí od geomagnetickej a slnečnej aktivity.

Atmosférická žiara je definované ako žiarenie produkované a emitované atmosférou planéty. Ide o netepelné žiarenie atmosféry, s výnimkou vyžarovania polárnych žiaroviek, výbojov bleskov a vyžarovania meteorických stôp. Tento výraz sa používa vo vzťahu k zemskej atmosfére (nočná žiara, žiara súmraku a denná žiara). Atmosférická žiara je len zlomkom svetla dostupného v atmosfére. Ďalšími zdrojmi sú svetlo hviezd, zodiakálne svetlo a denné rozptýlené svetlo zo Slnka. Žiara atmosféry môže niekedy predstavovať až 40 % celkového množstva svetla. Airglow sa vyskytuje v atmosférických vrstvách rôznej výšky a hrúbky. Spektrum atmosférického žiarenia pokrýva vlnové dĺžky od 1000 Å do 22,5 µm. Hlavná emisná čiara vo vzduchu je l 5577 Å, ktorá sa objavuje vo výške 90–100 km vo vrstve hrubej 30–40 km. Vzhľad žiary je spôsobený Champenovým mechanizmom založeným na rekombinácii atómov kyslíka. Ďalšie emisné čiary sú 1 6300 Á, objavujú sa v prípade disociatívnej O + 2 rekombinácie a emisie NI 1 5198/5201 Á a NI 1 5890/5896 Á.

Intenzita atmosférickej žiary sa meria v Rayleigh. Jas (v Rayleighových údajoch) sa rovná 4 rb, kde c je uhlová plocha jasu emitujúcej vrstvy v jednotkách 106 fotónov/(cm 2 sr s). Intenzita žiary závisí od zemepisnej šírky (rôzne pre rôzne emisie) a tiež sa mení počas dňa s maximom blízko polnoci. Pozitívna korelácia bola zaznamenaná pri žiare vzduchu v emisii l 5577 Á s počtom slnečných škvŕn a tokom slnečného žiarenia pri vlnovej dĺžke 10,7 cm.. Žiarenie vzduchu bolo pozorované počas satelitných experimentov. Z vesmíru vyzerá ako svetelný prstenec okolo Zeme a má zelenkastú farbu.

Ozonosféra.

Vo výškach 20–25 km je maximálna koncentrácia zanedbateľného množstva ozónu O 3 (až 2×10–7 obsahu kyslíka!), ktorý vzniká pôsobením slnečného ultrafialového žiarenia vo výškach okolo 10 až 50 st. km, chráni planétu pred ionizujúcim slnečným žiarením. Napriek extrémne malému počtu molekúl ozónu chránia všetok život na Zemi pred škodlivými účinkami krátkovlnného (ultrafialového a röntgenového) žiarenia zo Slnka. Ak vyzrážate všetky molekuly do základne atmosféry, získate vrstvu s hrúbkou nie väčšou ako 3–4 mm! Vo výškach nad 100 km sa zvyšuje podiel ľahkých plynov a vo veľmi vysokých nadmorských výškach prevláda hélium a vodík; mnohé molekuly disociujú na samostatné atómy, ktoré sú ionizované vplyvom tvrdého slnečného žiarenia a vytvárajú ionosféru. Tlak a hustota vzduchu v zemskej atmosfére klesá s výškou. V závislosti od rozloženia teploty sa zemská atmosféra delí na troposféru, stratosféru, mezosféru, termosféru a exosféru. .

V nadmorskej výške 20-25 km sa nachádza ozónová vrstva. Ozón sa tvorí v dôsledku rozpadu molekúl kyslíka počas absorpcie slnečného ultrafialového žiarenia s vlnovými dĺžkami kratšími ako 0,1–0,2 mikrónu. Voľný kyslík sa spája s molekulami O 2 a vytvára O 3 ozón, ktorý nenásytne absorbuje všetko ultrafialové svetlo kratšie ako 0,29 mikrónu. Molekuly ozónu O 3 sú ľahko zničené krátkovlnným žiarením. Ozónová vrstva preto aj napriek svojej riedkosti účinne pohlcuje ultrafialové žiarenie Slnka, ktoré prešlo cez vyššie a transparentnejšie vrstvy atmosféry. Vďaka tomu sú živé organizmy na Zemi chránené pred škodlivými účinkami ultrafialového svetla zo Slnka.

Ionosféra.

Slnečné žiarenie ionizuje atómy a molekuly atmosféry. Stupeň ionizácie sa stáva významným už vo výške 60 kilometrov a neustále sa zvyšuje so vzdialenosťou od Zeme. V rôznych nadmorských výškach v atmosfére dochádza k postupným procesom disociácie rôznych molekúl a následnej ionizácii rôznych atómov a iónov. V podstate ide o molekuly kyslíka O 2, dusík N 2 a ich atómy. V závislosti od intenzity týchto procesov sa rôzne vrstvy atmosféry ležiace nad 60 kilometrov nazývajú ionosférické vrstvy. , a ich celok je ionosféra . Spodná vrstva, ktorej ionizácia je nevýznamná, sa nazýva neutrosféra.

Maximálna koncentrácia nabitých častíc v ionosfére sa dosahuje vo výškach 300–400 km.

História štúdia ionosféry.

Anglický vedec Stuart predložil v roku 1878 hypotézu o existencii vodivej vrstvy v hornej atmosfére, aby vysvetlil vlastnosti geomagnetického poľa. Potom v roku 1902 nezávisle od seba Kennedy v USA a Heaviside v Anglicku poukázali na to, že na vysvetlenie šírenia rádiových vĺn na veľké vzdialenosti je potrebné predpokladať existenciu oblastí s vysokou vodivosťou vo vysokých vrstvách atmosféra. V roku 1923 akademik M. V. Shuleikin, berúc do úvahy vlastnosti šírenia rádiových vĺn rôznych frekvencií, dospel k záveru, že v ionosfére sú najmenej dve reflexné vrstvy. Potom, v roku 1925, anglickí výskumníci Appleton a Barnet, ako aj Breit a Tuve, prvýkrát experimentálne dokázali existenciu oblastí, ktoré odrážajú rádiové vlny, a položili základ pre ich systematické štúdium. Odvtedy sa uskutočňuje systematické štúdium vlastností týchto vrstiev, všeobecne nazývaných ionosféra, ktoré zohrávajú významnú úlohu v množstve geofyzikálnych javov, ktoré určujú odraz a absorpciu rádiových vĺn, čo je veľmi dôležité pre praktické využitie. najmä na zabezpečenie spoľahlivej rádiovej komunikácie.

V 30. rokoch 20. storočia sa začalo so systematickým pozorovaním stavu ionosféry. U nás z iniciatívy M.A.Bonch-Bruevicha vznikli inštalácie na jeho pulzné ozvučenie. Boli skúmané mnohé všeobecné vlastnosti ionosféry, výšky a elektrónová hustota jej hlavných vrstiev.

Vo výškach 60–70 km sa pozoruje vrstva D, vo výškach 100–120 km E, vo výškach, vo výškach 180–300 km dvojvrstva F 1 a F 2. Hlavné parametre týchto vrstiev sú uvedené v tabuľke 4.

Tabuľka 4

Tabuľka 4
Oblasť ionosféry	Maximálna výška, km	T i , K	deň		Noc nie , cm -3	a΄, ρm 3 s – 1
			min nie , cm -3	Max nie , 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 (zima)	220–280	1000–2000	6 10 5	25 10 5	~10 5	2 10 –10
F 2 (Leto)	250–320	1000–2000	2 10 5	8 10 5	~3 10 5	10 –10
nie je koncentrácia elektrónu, e je náboj elektrónu, T i je teplota iónov, a΄ je rekombinačný koeficient (ktorý určuje nie a jeho zmena v čase)

Priemery sú uvedené, pretože sa líšia pre rôzne zemepisné šírky, dennú dobu a ročné obdobia. Takéto údaje sú potrebné na zabezpečenie rádiovej komunikácie na veľké vzdialenosti. Používajú sa pri výbere prevádzkových frekvencií pre rôzne krátkovlnné rádiové spojenia. Poznanie ich zmeny v závislosti od stavu ionosféry v rôznych denných dobách a v rôznych ročných obdobiach je mimoriadne dôležité pre zabezpečenie spoľahlivosti rádiovej komunikácie. Ionosféra je súbor ionizovaných vrstiev zemskej atmosféry, počínajúc výškami okolo 60 km a siahajúcimi do nadmorských výšok desiatok tisíc km. Hlavným zdrojom ionizácie zemskej atmosféry je ultrafialové a röntgenové žiarenie Slnka, ktoré sa vyskytuje najmä v slnečnej chromosfére a koróne. Okrem toho je stupeň ionizácie hornej atmosféry ovplyvnený slnečnými korpuskulárnymi prúdmi, ktoré sa vyskytujú počas slnečných erupcií, ako aj kozmickým žiarením a časticami meteorov.

Ionosférické vrstvy

sú oblasti v atmosfére, v ktorých sa dosahujú maximálne hodnoty koncentrácie voľných elektrónov (t.j. ich počet na jednotku objemu). Elektricky nabité voľné elektróny a (v menšej miere menej pohyblivé ióny) vznikajúce ionizáciou atómov atmosférického plynu, interagujúce s rádiovými vlnami (t. j. elektromagnetické oscilácie), môžu meniť svoj smer, odrážať ich alebo lámať a absorbovať ich energiu. V dôsledku toho sa pri príjme vzdialených rádiových staníc môžu vyskytnúť rôzne efekty, napríklad vyblednutie rádia, zvýšená počuteľnosť vzdialených staníc, výpadky prúdu atď. javov.

Výskumné metódy.

Klasické metódy štúdia ionosféry zo Zeme sa redukujú na pulzné sondovanie - vysielanie rádiových impulzov a pozorovanie ich odrazov od rôznych vrstiev ionosféry s meraním doby oneskorenia a štúdiom intenzity a tvaru odrazených signálov. Meraním výšok odrazu rádiových impulzov na rôznych frekvenciách, určením kritických frekvencií rôznych oblastí (nosná frekvencia rádiového impulzu, pre ktorú sa táto oblasť ionosféry stáva transparentnou, sa nazýva kritická frekvencia), je možné určiť hodnoty elektrónovej hustoty vo vrstvách a efektívnych výšok pre dané frekvencie a zvoliť optimálne frekvencie pre dané rádiové cesty. S rozvojom raketovej techniky a nástupom kozmického veku umelých družíc Zeme (AES) a iných kozmických lodí bolo možné priamo merať parametre blízkozemskej vesmírnej plazmy, ktorej spodnou časťou je ionosféra.

Merania elektrónovej hustoty uskutočnené zo špeciálne vypustených rakiet a pozdĺž dráh satelitných letov potvrdili a spresnili údaje predtým získané pozemnými metódami o štruktúre ionosféry, rozložení hustoty elektrónov s výškou v rôznych oblastiach Zeme a umožnili získať hodnoty hustoty elektrónov nad hlavným maximom - vrstvou F. Predtým to nebolo možné urobiť sondážnymi metódami založenými na pozorovaní odrazených krátkovlnných rádiových impulzov. Zistilo sa, že v niektorých oblastiach zemegule sú pomerne stabilné oblasti s nízkou hustotou elektrónov, pravidelné „ionosférické vetry“, v ionosfére vznikajú zvláštne vlnové procesy, ktoré prenášajú lokálne ionosférické poruchy tisíce kilometrov od miesta ich excitácie a oveľa viac. Vytvorenie obzvlášť vysoko citlivých prijímacích zariadení umožnilo na staniciach pulzného sondovania ionosféry vykonávať príjem pulzných signálov čiastočne odrazených od najnižších oblastí ionosféry (stanica čiastočných odrazov). Použitie výkonných impulzných inštalácií v rozsahu vlnových dĺžok metrov a decimetrov s použitím antén, ktoré umožňujú vysokú koncentráciu vyžarovanej energie, umožnilo pozorovať signály rozptýlené ionosférou v rôznych výškach. Štúdium vlastností spektier týchto signálov, nekoherentne rozptýlených elektrónmi a iónmi ionosférickej plazmy (na to boli použité stanice nekoherentného rozptylu rádiových vĺn), umožnilo určiť koncentráciu elektrónov a iónov, ich ekvivalent. teplota v rôznych nadmorských výškach až do nadmorských výšok niekoľko tisíc kilometrov. Ukázalo sa, že ionosféra je dostatočne transparentná pre použité frekvencie.

Koncentrácia elektrických nábojov (hustota elektrónov sa rovná iónovej) v zemskej ionosfére vo výške 300 km je počas dňa asi 106 cm–3. Plazma tejto hustoty odráža rádiové vlny dlhšie ako 20 m, pričom vysiela kratšie.

Typické vertikálne rozloženie hustoty elektrónov v ionosfére pre denné a nočné podmienky.

Šírenie rádiových vĺn v ionosfére.

Stabilný príjem vysielacích staníc s dlhým dosahom závisí od používaných frekvencií, ako aj od dennej doby, ročného obdobia a navyše od slnečnej aktivity. Slnečná aktivita výrazne ovplyvňuje stav ionosféry. Rádiové vlny vysielané pozemnou stanicou sa šíria priamočiaro ako všetky typy elektromagnetických vĺn. Treba však vziať do úvahy, že povrch Zeme aj ionizované vrstvy jej atmosféry slúžia ako dosky obrovského kondenzátora, pôsobiaceho na ne ako pôsobenie zrkadiel na svetlo. Rádiové vlny, ktoré sa od nich odrážajú, môžu prejsť mnoho tisíc kilometrov, ohýbať sa okolo zemegule v obrovských skokoch na stovky a tisíce kilometrov, pričom sa odrážajú striedavo od vrstvy ionizovaného plynu a od povrchu Zeme alebo vody.

V 20. rokoch 20. storočia sa verilo, že rádiové vlny kratšie ako 200 m nie sú vo všeobecnosti vhodné na komunikáciu na veľké vzdialenosti kvôli silnej absorpcii. Prvé experimenty s diaľkovým príjmom krátkych vĺn cez Atlantik medzi Európou a Amerikou uskutočnili anglický fyzik Oliver Heaviside a americký elektrotechnik Arthur Kennelly. Nezávisle od seba navrhli, že niekde okolo Zeme je ionizovaná vrstva atmosféry, ktorá dokáže odrážať rádiové vlny. Nazývalo sa to Heavisideova vrstva - Kennelly a potom - ionosféra.

Podľa moderných koncepcií pozostáva ionosféra zo záporne nabitých voľných elektrónov a kladne nabitých iónov, najmä molekulárneho kyslíka O+ a oxidu dusnatého NO+. Ióny a elektróny vznikajú ako výsledok disociácie molekúl a ionizácie atómov neutrálneho plynu slnečným röntgenovým a ultrafialovým žiarením. Na ionizáciu atómu je potrebné informovať ho o ionizačnej energii, ktorej hlavným zdrojom pre ionosféru je ultrafialové, röntgenové a korpuskulárne žiarenie Slnka.

Pokiaľ je plynový obal Zeme osvetľovaný Slnkom, neustále sa v ňom vytvára stále viac a viac elektrónov, no zároveň sa časť elektrónov, zrážajúcich sa s iónmi, rekombinuje a opäť vytvára neutrálne častice. Po západe slnka sa produkcia nových elektrónov takmer zastaví a počet voľných elektrónov sa začne znižovať. Čím viac voľných elektrónov je v ionosfére, tým lepšie sa od nej odrážajú vysokofrekvenčné vlny. S poklesom koncentrácie elektrónov je prechod rádiových vĺn možný len v nízkofrekvenčných rozsahoch. Preto je v noci spravidla možné prijímať vzdialené stanice len v rozsahu 75, 49, 41 a 31 m. Elektróny sú v ionosfére rozmiestnené nerovnomerne. Vo výške 50 až 400 km sa nachádza niekoľko vrstiev alebo oblastí so zvýšenou hustotou elektrónov. Tieto oblasti hladko prechádzajú jedna do druhej a rôznymi spôsobmi ovplyvňujú šírenie HF rádiových vĺn. Horná vrstva ionosféry je označená písmenom F. Tu je najvyšší stupeň ionizácie (frakcia nabitých častíc je asi 10–4). Nachádza sa vo výške viac ako 150 km nad zemským povrchom a zohráva hlavnú reflexnú úlohu pri diaľkovom šírení rádiových vĺn vysokofrekvenčných KV pásiem. V letných mesiacoch sa oblasť F rozpadá na dve vrstvy - F 1 a F 2. Vrstva F1 môže zaberať výšky od 200 do 250 km a vrstva F 2 akoby „plávala“ v rozsahu nadmorskej výšky 300–400 km. Zvyčajne vrstva F 2 je ionizovaný oveľa silnejšie ako vrstva F jeden . nočná vrstva F 1 zmizne a vrstvíme F 2 zostáva, pomaly stráca až 60 % svojho stupňa ionizácie. Pod vrstvou F sa vo výškach od 90 do 150 km nachádza vrstva E, ktorého ionizácia nastáva vplyvom mäkkého röntgenového žiarenia zo Slnka. Stupeň ionizácie vrstvy E je nižší ako stupeň ionizácie vrstvy E F, cez deň dochádza pri odraze signálov od vrstvy k príjmu staníc nízkofrekvenčných KV pásiem 31 a 25 m. E. Zvyčajne ide o stanice umiestnené vo vzdialenosti 1000–1500 km. V noci vo vrstve E ionizácia prudko klesá, no aj v tejto dobe sa naďalej významne podieľa na príjme signálov zo staníc v pásmach 41, 49 a 75 m.

Veľký záujem o príjem signálov vysokofrekvenčných KV pásiem 16, 13 a 11 m sú tie, ktoré vznikajú v oblasti E medzivrstvy (oblaky) silne zvýšenej ionizácie. Plocha týchto oblakov sa môže pohybovať od niekoľkých do stoviek kilometrov štvorcových. Táto vrstva so zvýšenou ionizáciou sa nazýva sporadická vrstva. E a označené Es. Oblaky Es sa môžu pod vplyvom vetra pohybovať v ionosfére a dosahovať rýchlosť až 250 km/h. V lete v stredných zemepisných šírkach počas dňa vznikajú rádiové vlny v dôsledku oblakov Es 15–20 dní v mesiaci. V blízkosti rovníka sa vyskytuje takmer vždy a vo vysokých zemepisných šírkach sa zvyčajne objavuje v noci. Niekedy sa v rokoch nízkej slnečnej aktivity, keď nie je prechod do vysokofrekvenčných KV pásiem, náhle objavia s dobrou hlasitosťou vzdialené stanice na pásmach 16, 13 a 11 m, ktorých signály sa opakovane odrážali od Es.

Najnižšia oblasť ionosféry je oblasť D nachádza sa v nadmorských výškach medzi 50 a 90 km. Voľných elektrónov je tu relatívne málo. Z oblasti D dlhé a stredné vlny sa dobre odrážajú a signály nízkofrekvenčných KV staníc sú silne absorbované. Po západe slnka ionizácia veľmi rýchlo mizne a je možné prijímať vzdialené stanice v rozsahu 41, 49 a 75 m, ktorých signály sa odrážajú od vrstiev F 2 a E. Samostatné vrstvy ionosféry zohrávajú dôležitú úlohu pri šírení vysokofrekvenčných rádiových signálov. Vplyv na rádiové vlny je spôsobený najmä prítomnosťou voľných elektrónov v ionosfére, hoci mechanizmus šírenia rádiových vĺn je spojený s prítomnosťou veľkých iónov. Posledne menované sú tiež zaujímavé pri štúdiu chemických vlastností atmosféry, pretože sú aktívnejšie ako neutrálne atómy a molekuly. Chemické reakcie prebiehajúce v ionosfére hrajú dôležitú úlohu v jej energetickej a elektrickej rovnováhe.

normálna ionosféra. Pozorovania uskutočnené pomocou geofyzikálnych rakiet a satelitov priniesli množstvo nových informácií, ktoré naznačujú, že k ionizácii atmosféry dochádza pod vplyvom širokospektrálneho slnečného žiarenia. Jeho hlavná časť (viac ako 90 %) je sústredená vo viditeľnej časti spektra. Ultrafialové žiarenie s kratšou vlnovou dĺžkou a väčšou energiou ako fialové svetelné lúče vyžaruje vodík vo vnútornej časti slnečnej atmosféry (chromosféra) a röntgenové žiarenie, ktoré má ešte vyššiu energiu, je vyžarované plynmi vonkajšieho Slnka. škrupina (koróna).

Normálny (priemerný) stav ionosféry je spôsobený konštantným silným žiarením. V normálnej ionosfére dochádza vplyvom dennej rotácie Zeme a sezónnych rozdielov v uhle dopadu slnečných lúčov na poludnie k pravidelným zmenám, ale dochádza aj k nepredvídateľným a náhlym zmenám stavu ionosféry.

Poruchy v ionosfére.

Ako je známe, na Slnku sa vyskytujú silné cyklicky sa opakujúce prejavy aktivity, ktoré dosahujú maximum každých 11 rokov. Pozorovania v rámci programu Medzinárodného geofyzikálneho roka (IGY) sa zhodovali s obdobím najvyššej slnečnej aktivity za celé obdobie systematických meteorologických pozorovaní, t.j. zo začiatku 18. storočia. V obdobiach vysokej aktivity sa jas niektorých oblastí na Slnku niekoľkonásobne zvyšuje a prudko sa zvyšuje sila ultrafialového a röntgenového žiarenia. Takéto javy sa nazývajú slnečné erupcie. Trvajú od niekoľkých minút do jednej alebo dvoch hodín. Počas erupcie slnečná plazma vybuchne (hlavne protóny a elektróny) a elementárne častice sa rútia do vesmíru. Elektromagnetické a korpuskulárne žiarenie Slnka v momentoch takýchto erupcií má silný vplyv na zemskú atmosféru.

Počiatočná reakcia je zaznamenaná 8 minút po záblesku, keď Zem dosiahne intenzívne ultrafialové a röntgenové žiarenie. V dôsledku toho sa ionizácia prudko zvyšuje; röntgenové lúče prenikajú atmosférou až k spodnej hranici ionosféry; počet elektrónov v týchto vrstvách narastá natoľko, že rádiové signály sú takmer úplne absorbované ("zhasnuté"). Dodatočná absorpcia žiarenia spôsobuje zahrievanie plynu, čo prispieva k rozvoju vetrov. Ionizovaný plyn je elektrický vodič a keď sa pohybuje v magnetickom poli Zeme, vzniká efekt dynama a vzniká elektrický prúd. Takéto prúdy môžu zase spôsobiť citeľné poruchy magnetického poľa a prejaviť sa vo forme magnetických búrok.

Štruktúra a dynamika hornej atmosféry je v podstate určená termodynamicky nerovnovážnymi procesmi spojenými s ionizáciou a disociáciou slnečným žiarením, chemickými procesmi, excitáciou molekúl a atómov, ich deaktiváciou, kolíziami a inými elementárnymi procesmi. V tomto prípade sa stupeň nerovnovážneho stavu zvyšuje s výškou, ako klesá hustota. Do nadmorských výšok 500 – 1000 km a často aj vyššie je stupeň nerovnovážneho stavu pre mnohé charakteristiky hornej atmosféry dostatočne malý, čo umožňuje použiť na jej opis klasickú a hydromagnetickú hydrodynamiku s prihliadnutím na chemické reakcie.

Exosféra je vonkajšia vrstva zemskej atmosféry začínajúca vo výškach niekoľko stoviek kilometrov, z ktorej môžu ľahké, rýchlo sa pohybujúce atómy vodíka unikať do vesmíru.

Edward Kononovič

Literatúra:

Pudovkin M.I. Základy slnečnej fyziky. Petrohrad, 2001
Eris Chaisson, Steve McMillan Astronómia dnes. Prentice Hall Inc. Upper Saddle River, 2002
Online materiály: http://ciencia.nasa.gov/



Pri 0 °C - 1,0048 103 J / (kg K), Cv - 0,7159 103 J / (kg K) (pri 0 °C). Rozpustnosť vzduchu vo vode (hmotnostne) pri 0 °C - 0,0036 %, pri 25 °C - 0,0023 %.

Okrem plynov uvedených v tabuľke obsahuje atmosféra Cl 2, SO 2, NH 3, CO, O 3, NO 2, uhľovodíky, HCl,, HBr, pary, I 2, Br 2 a mnoho ďalších plyny v malých množstvách. V troposfére je neustále veľké množstvo suspendovaných pevných a kvapalných častíc (aerosólov). Radón (Rn) je najvzácnejší plyn v zemskej atmosfére.

Štruktúra atmosféry

hraničná vrstva atmosféry

Spodná vrstva atmosféry priliehajúca k povrchu Zeme (hrúbka 1-2 km), v ktorej vplyv tohto povrchu priamo ovplyvňuje jej dynamiku.

Troposféra

Jeho horná hranica je v nadmorskej výške 8-10 km v polárnych, 10-12 km v miernych a 16-18 km v tropických zemepisných šírkach; v zime nižšia ako v lete. Spodná, hlavná vrstva atmosféry obsahuje viac ako 80 % celkovej hmotnosti atmosférického vzduchu a asi 90 % všetkej vodnej pary prítomnej v atmosfére. V troposfére je silne vyvinutá turbulencia a konvekcia, objavujú sa oblaky, vznikajú cyklóny a anticyklóny. Teplota klesá s nadmorskou výškou s priemerným vertikálnym gradientom 0,65°/100 m

tropopauza

Prechodná vrstva z troposféry do stratosféry, vrstva atmosféry, v ktorej sa pokles teploty s výškou zastavuje.

Stratosféra

Vrstva atmosféry sa nachádza vo výške 11 až 50 km. Charakteristická je mierna zmena teploty vo vrstve 11-25 km (spodná vrstva stratosféry) a jej zvýšenie vo vrstve 25-40 km z −56,5 na 0,8 ° (horná stratosféra alebo inverzná oblasť). Po dosiahnutí hodnoty asi 273 K (takmer 0 °C) vo výške asi 40 km zostáva teplota konštantná až do výšky asi 55 km. Táto oblasť konštantnej teploty sa nazýva stratopauza a je hranicou medzi stratosférou a mezosférou.

Stratopauza

Hraničná vrstva atmosféry medzi stratosférou a mezosférou. Vo vertikálnom rozložení teplôt je maximum (asi 0 °C).

mezosféra

Mezosféra začína v nadmorskej výške 50 km a siaha až do 80-90 km. Teplota klesá s výškou s priemerným vertikálnym gradientom (0,25-0,3)°/100 m Hlavným energetickým procesom je prenos tepla sálaním. Komplexné fotochemické procesy zahŕňajúce voľné radikály, vibračne excitované molekuly atď. spôsobujú atmosférickú luminiscenciu.

mezopauza

Prechodná vrstva medzi mezosférou a termosférou. Vo vertikálnom rozložení teplôt je minimum (asi -90 °C).

Línia Karman

Nadmorská výška, ktorá sa bežne považuje za hranicu medzi zemskou atmosférou a vesmírom. Podľa definície FAI je Karmanova línia vo výške 100 km nad morom.

Termosféra

Horná hranica je asi 800 km. Teplota stúpa do nadmorských výšok 200-300 km, kde dosahuje hodnoty rádovo 1226,85 C, potom zostáva takmer konštantná až do vysokých nadmorských výšok. Vplyvom slnečného žiarenia a kozmického žiarenia dochádza k ionizácii vzduchu („polárna žiara“) – hlavné oblasti ionosféry ležia vo vnútri termosféry. Vo výškach nad 300 km prevláda atómový kyslík. Horná hranica termosféry je do značnej miery určená aktuálnou aktivitou Slnka. V obdobiach nízkej aktivity – napríklad v rokoch 2008 – 2009 – dochádza k výraznému poklesu veľkosti tejto vrstvy.

Termopauza

Oblasť atmosféry nad termosférou. V tejto oblasti je absorpcia slnečného žiarenia zanedbateľná a teplota sa v skutočnosti s výškou nemení.

Exosféra (rozptylová guľa)

Do výšky 100 km je atmosféra homogénna, dobre premiešaná zmes plynov. Vo vyšších vrstvách závisí rozloženie plynov na výšku od ich molekulových hmotností, koncentrácia ťažších plynov klesá rýchlejšie so vzdialenosťou od zemského povrchu. V dôsledku poklesu hustoty plynu klesá teplota z 0 °C v stratosfére na −110 °C v mezosfére. Kinetická energia jednotlivých častíc však vo výškach 200–250 km zodpovedá teplote ~150 °C. Nad 200 km sú pozorované výrazné výkyvy teploty a hustoty plynu v čase a priestore.

Vo výške cca 2000-3500 km exosféra postupne prechádza do tzv. blízke vesmírne vákuum, ktorý je naplnený vysoko riedkymi časticami medziplanetárneho plynu, najmä atómami vodíka. Ale tento plyn je len časťou medziplanetárnej hmoty. Druhá časť je zložená z prachových častíc kometárneho a meteorického pôvodu. Okrem extrémne riedkych prachových častíc do tohto priestoru preniká elektromagnetické a korpuskulárne žiarenie slnečného a galaktického pôvodu.

Preskúmanie

Troposféra predstavuje asi 80 % hmotnosti atmosféry, stratosféra asi 20 %; hmotnosť mezosféry nie je väčšia ako 0,3 %, termosféra je menšia ako 0,05 % z celkovej hmotnosti atmosféry.

Na základe elektrických vlastností v atmosfére vyžarujú neutrosféra a ionosféra .

V závislosti od zloženia plynu v atmosfére vyžarujú homosféra a heterosféra. heterosféra- je to oblasť, kde gravitácia ovplyvňuje oddeľovanie plynov, pretože ich miešanie v takej výške je zanedbateľné. Z toho vyplýva premenlivé zloženie heterosféry. Pod ním leží dobre premiešaná, homogénna časť atmosféry, nazývaná homosféra. Hranica medzi týmito vrstvami sa nazýva turbopauza, leží vo výške okolo 120 km.

Ďalšie vlastnosti atmosféry a účinky na ľudský organizmus

Už vo výške 5 km nad morom sa u netrénovaného človeka rozvinie hladovanie kyslíkom a bez prispôsobenia sa výrazne znižuje výkonnosť človeka. Tu končí fyziologická zóna atmosféry. Ľudské dýchanie sa stáva nemožným vo výške 9 km, hoci až do výšky 115 km obsahuje atmosféra kyslík.

Atmosféra nám poskytuje kyslík, ktorý potrebujeme na dýchanie. Avšak v dôsledku poklesu celkového tlaku atmosféry, keď stúpate do výšky, sa zodpovedajúcim spôsobom znižuje aj parciálny tlak kyslíka.

V riedkych vrstvách vzduchu je šírenie zvuku nemožné. Do výšok 60-90 km je stále možné využiť odpor vzduchu a vztlak na riadený aerodynamický let. Počnúc výškami 100 - 130 km však pojmy čísla M a zvukovej bariéry, ktoré pozná každý pilot, strácajú svoj význam: prechádza podmienená Karmanova línia, za ktorou začína oblasť čisto balistického letu, ktorá možno ovládať iba pomocou reaktívnych síl.

Vo výškach nad 100 km je atmosféra zbavená aj ďalšej pozoruhodnej vlastnosti - schopnosti absorbovať, viesť a odovzdávať tepelnú energiu konvekciou (teda miešaním vzduchu). To znamená, že rôzne prvky vybavenia, vybavenie orbitálnej vesmírnej stanice nebude možné zvonku chladiť tak, ako sa to bežne robí v lietadle – pomocou vzduchových trysiek a vzduchových radiátorov. V takej výške, ako vo všeobecnosti vo vesmíre, je jediným spôsobom prenosu tepla tepelné žiarenie.

História vzniku atmosféry

Podľa najbežnejšej teórie mala zemská atmosféra počas svojej histórie tri rôzne zloženie. Spočiatku ho tvorili ľahké plyny (vodík a hélium) zachytené z medziplanetárneho priestoru. Tento tzv primárna atmosféra. V ďalšom štádiu aktívna sopečná činnosť viedla k nasýteniu atmosféry inými plynmi ako vodík (oxid uhličitý, amoniak, vodná para). To je ako sekundárna atmosféra. Táto atmosféra bola obnovujúca. Ďalej bol proces tvorby atmosféry určený nasledujúcimi faktormi:

• únik ľahkých plynov (vodík a hélium) do medziplanetárneho priestoru;
• chemické reakcie prebiehajúce v atmosfére pod vplyvom ultrafialového žiarenia, bleskových výbojov a niektorých ďalších faktorov.

Postupne tieto faktory viedli k vzniku terciárna atmosféra, vyznačujúci sa oveľa nižším obsahom vodíka a oveľa vyšším obsahom dusíka a oxidu uhličitého (vzniká ako výsledok chemických reakcií z amoniaku a uhľovodíkov).

Dusík

Vznik veľkého množstva dusíka N 2 je spôsobený oxidáciou amoniakovo-vodíkovej atmosféry molekulárnym kyslíkom O 2, ktorý začal prichádzať z povrchu planéty v dôsledku fotosyntézy pred 3 miliardami rokov. Dusík N 2 sa tiež uvoľňuje do atmosféry v dôsledku denitrifikácie dusičnanov a iných zlúčenín obsahujúcich dusík. Dusík sa oxiduje ozónom na NO vo vyšších vrstvách atmosféry.

Dusík N 2 vstupuje do reakcií len za špecifických podmienok (napríklad pri výboji blesku). Oxidácia molekulárneho dusíka ozónom pri elektrických výbojoch sa v malých množstvách využíva pri priemyselnej výrobe dusíkatých hnojív. Pri nízkej spotrebe energie ho dokážu okysličiť a premeniť na biologicky aktívnu formu cyanobaktériami (modrozelené riasy) a nodulárnymi baktériami, ktoré vytvárajú rizobiálnu symbiózu so strukovinami, čo môžu byť účinné rastliny na zelené hnojenie, ktoré pôdu nevyčerpávajú, ale obohacujú o prírodné hnojivá.

Kyslík

Zloženie atmosféry sa začalo radikálne meniť s príchodom živých organizmov na Zem, v dôsledku fotosyntézy, sprevádzanej uvoľňovaním kyslíka a absorpciou oxidu uhličitého. Spočiatku sa kyslík vynakladal na oxidáciu redukovaných zlúčenín - amoniaku, uhľovodíkov, železitej formy železa obsiahnutej v oceánoch atď. Na konci tejto etapy začal obsah kyslíka v atmosfére rásť. Postupne sa vytvorila moderná atmosféra s oxidačnými vlastnosťami. Keďže to spôsobilo vážne a náhle zmeny v mnohých procesoch vyskytujúcich sa v atmosfére, litosfére a biosfére, táto udalosť sa nazývala kyslíková katastrofa.

vzácnych plynov

Znečistenie vzduchu

V poslednej dobe človek začal ovplyvňovať vývoj atmosféry. Výsledkom ľudskej činnosti bolo neustále zvyšovanie obsahu oxidu uhličitého v atmosfére v dôsledku spaľovania uhľovodíkových palív nahromadených v predchádzajúcich geologických epochách. Obrovské množstvá CO 2 sa spotrebúvajú počas fotosyntézy a absorbujú ho svetové oceány. Tento plyn sa dostáva do atmosféry rozkladom karbonátových hornín a organických látok rastlinného a živočíšneho pôvodu, ako aj vulkanizmom a ľudskou výrobnou činnosťou. Za posledných 100 rokov sa obsah CO 2 v atmosfére zvýšil o 10 %, pričom hlavná časť (360 miliárd ton) pochádza zo spaľovania paliva. Ak bude tempo rastu spaľovania paliva pokračovať, potom sa v nasledujúcich 200 – 300 rokoch množstvo CO 2 v atmosfére zdvojnásobí a môže viesť ku globálnej zmene klímy.

Spaľovanie paliva je hlavným zdrojom znečisťujúcich plynov (CO , , SO 2). Oxid siričitý sa oxiduje vzdušným kyslíkom na SO 3 a oxid dusnatý na NO 2 v hornej atmosfére, ktoré následne interagujú s vodnou parou a výsledná kyselina sírová H 2 SO 4 a kyselina dusičná HNO 3 dopadajú na zemský povrch v r. formou tzv. kyslý dážď. Používaním spaľovacích motorov dochádza k výraznému znečisťovaniu ovzdušia oxidmi dusíka, uhľovodíkmi a zlúčeninami olova (tetraetylolovo Pb (CH 3 CH 2) 4).

Aerosólové znečistenie atmosféry je spôsobené jednak prírodnými príčinami (výbuch sopiek, prachové búrky, strhávanie kvapiek morskej vody a peľu rastlín atď.), ako aj hospodárskou činnosťou človeka (ťažba rúd a stavebných materiálov, spaľovanie palív, výroba cementu atď.). .). Intenzívne rozsiahle odstraňovanie pevných častíc do atmosféry je jednou z možných príčin klimatických zmien na planéte.

pozri tiež

• Jacchia (model atmosféry)

Napíšte recenziu na článok „Atmosféra Zeme“

Poznámky

1. M. I. Budyko, K. Ya. Kondratiev Atmosféra Zeme // Veľká sovietska encyklopédia. 3. vyd. / Ch. vyd. A. M. Prochorov. - M .: Sovietska encyklopédia, 1970. - T. 2. Angola - Barzas. - s. 380-384.
2. - článok z Geologickej encyklopédie
4. Gribbin, John. Veda. História (1543-2001). - L. : Penguin Books, 2003. - 648 s. - ISBN 978-0-140-29741-6.
5. Tans, Pieter. Globálne priemerné ročné údaje o morskom povrchu. NOAA/ESRL. Získané 19. februára 2014.(angličtina) (pre rok 2013)
6. IPCC (angličtina) (pre rok 1998).
7. S. P. Chromov Vlhkosť vzduchu // Veľká sovietska encyklopédia. 3. vyd. / Ch. vyd. A. M. Prochorov. - M .: Sovietska encyklopédia, 1971. - T. 5. Vešin - Gazli. - S. 149.
8. (Angličtina) , SpaceDaily, 16. 7. 2010

Literatúra

1. V. V. Parin, F. P. Kosmolinsky, B. A. Dushkov"Vesmírna biológia a medicína" (2. vydanie, revidované a doplnené), M.: "Prosveshchenie", 1975, 223 strán.
2. N. V. Gusáková"Chémia životného prostredia", Rostov na Done: Phoenix, 2004, 192 s ISBN 5-222-05386-5
3. Sokolov V. A. Geochémia zemných plynov, M., 1971;
4. McEwen M, Phillips L. Chémia atmosféry, M., 1978;
5. Wark K., Warner S. Znečistenie vzduchu. Zdroje a riadenie, prekl. z angličtiny, M.. 1980;
6. Monitorovanie znečistenia pozadia prírodného prostredia. v. 1, L., 1982.

Odkazy

• // 17.12.2013, Centrum FOBOS

História Zeme Fyzikálne vlastnosti Zeme Mušle Zeme Geografia a geológie Životné prostredie pozri tiež

Úryvok charakterizujúci atmosféru Zeme

Keď sa k nim Pierre priblížil, všimol si, že Vera bola v samoľúbom nadšení z rozhovoru, princ Andrei (čo sa mu stávalo len zriedka) sa zdal byť v rozpakoch.
- Co si myslis? povedala Vera s tenkým úsmevom. - Ty, princ, si taký bystrý a hneď chápeš charakter ľudí. Čo si myslíte o Natalie, dokáže byť vo svojich náklonnostiach stála, dokáže ako iné ženy (Vera sa pochopila) raz milovať človeka a zostať mu verná navždy? Toto považujem za pravú lásku. Čo myslíš, princ?
„Poznám tvoju sestru príliš málo,“ odpovedal princ Andrej s posmešným úsmevom, pod ktorým chcel skryť svoje rozpaky, „na vyriešenie takej delikátnej otázky; a potom som si všimol, že čím menej sa žene páči, tým je vytrvalejšia, “dodal a pozrel sa na Pierra, ktorý sa k nim v tom čase priblížil.
- Áno, je to pravda, princ; v našej dobe pokračovala Vera (odvolávajúc sa na našu dobu, ako obmedzení ľudia vo všeobecnosti radi spomínajú, veriac, že ​​našli a ocenili črty našej doby a že vlastnosti ľudí sa časom menia), v našej dobe má dievča tak veľa slobody, ktorú le plaisir d "etre courtisee [potešenie mať fanúšikov] často prehluší skutočný pocit v nej. [A treba priznať, že Natalya je na to veľmi citlivá.] Návrat k Natalyi opäť prinútil princa Andreja nepríjemne sa zamračiť; chcel vstať, no Vera pokračovala s ešte rafinovanejším úsmevom.
"Nemyslím si, že niekto bol taký dvorný dvorec [predmet dvorenia] ako ona," povedala Vera; - ale nikdy, až donedávna, nemala nikoho vážne rada. Vieš, gróf, - obrátila sa k Pierrovi, - dokonca aj náš drahý bratranec Boris, ktorý bol, entre nous [medzi nami], veľmi, veľmi dans le pays du tendre ... [v krajine nehy ...]
Princ Andrej sa ticho zamračil.
Kamarátiš sa s Borisom? Povedala mu Vera.
- Áno, poznám ho...
- Povedal ti správne o svojej detskej láske k Natashe?
Bola tam detská láska? - zrazu sa začervenal, spýtal sa princ Andrei.
- Áno. Uložte medzi bratrancom a sesternicou intímne meno quelquefois a l "amour: le cousinage est un nebezpečný voisinage, N" est ce pas? [Viete, medzi bratrancom a sestrou táto blízkosť niekedy vedie k láske. Takéto príbuzenstvo je nebezpečné susedstvo. Nieje to?]
"Ach, bezpochyby," povedal princ Andrej a zrazu, neprirodzene oživený, začal žartovať s Pierrom o tom, aký opatrný by mal byť pri zaobchádzaní so svojimi 50-ročnými moskovskými bratrancami a uprostred žartovania. rozhovore, vstal a vzal Pierra pod ruku a vzal ho nabok.
- Dobre? - povedal Pierre, prekvapene hľadiac na zvláštnu animáciu svojho priateľa a všimol si pohľad, ktorý hodil na Natashu vstávajúcu.
"Potrebujem, potrebujem s tebou hovoriť," povedal princ Andrei. - Poznáte naše dámske rukavice (hovoril o tých slobodomurárskych rukaviciach, ktoré dostal novozvolený brat, aby ich daroval svojej milovanej žene). - Ja... Ale nie, porozprávam sa s vami neskôr... - A so zvláštnym leskom v očiach a nepokojom v pohyboch podišiel princ Andrei k Natashe a sadol si vedľa nej. Pierre videl, ako sa jej princ Andrei niečo pýtal, a ona, začervenaná, mu odpovedala.
V tom čase však Berg oslovil Pierra a vyzval ho, aby sa zúčastnil sporu medzi generálom a plukovníkom o španielskych záležitostiach.
Berg bol spokojný a šťastný. Úsmev radosti z jeho tváre nezmizol. Večer bol veľmi dobrý a presne taký ako ostatné večery, ktoré videl. Všetko bolo podobné. A dámy, jemné rozhovory a karty a za kartami generál zvyšujúci hlas a samovar a sušienky; jedna vec však stále chýbala, to, čo vždy videl na večierkoch, čo chcel napodobňovať.
Chýbal hlasný rozhovor medzi mužmi a hádka o niečom dôležitom a šikovnom. Generál začal tento rozhovor a Berg k nemu priviedol Pierra.

Na druhý deň išiel princ Andrej na večeru k Rostovcom, ako ho nazval gróf Iľja Andrej, a strávil s nimi celý deň.
Každý v dome cítil, pre koho princ Andrei išiel, a bez toho, aby sa skrýval, sa celý deň snažil byť s Natašou. Nielen v Natašinej vystrašenej, no šťastnej a nadšenej duši, ale v celom dome bolo cítiť strach pred niečím dôležitým, čo sa muselo stať. Grófka pozrela na princa Andreja smutnými a vážne prísnymi očami, keď hovoril s Natašou, a len čo sa na ňu pozrel, nesmelo a predstierane začala nejaký bezvýznamný rozhovor. Sonya sa bála opustiť Natashu a bála sa byť prekážkou, keď bola s nimi. Natasha zbledla strachom z očakávania, keď mu zostala niekoľko minút tvárou v tvár. Princ Andrei ju zasiahol svojou nesmelosťou. Cítila, že jej potrebuje niečo povedať, no nedokázal sa k tomu prinútiť.
Keď princ Andrei večer odišiel, grófka pristúpila k Natashe a šeptom povedala:
- Dobre?
- Mami, teraz sa ma preboha nič nepýtaj. To nemôžeš povedať,“ povedala Natasha.
No napriek tomu, že v ten večer Nataša, teraz rozrušená, teraz vystrašená, so zastavovanými očami, dlho ležala v matkinej posteli. Teraz jej povedala, ako ju chválil, potom, ako povedal, že pôjde do zahraničia, ako sa spýtal, kde budú toto leto bývať, ako sa jej pýtal na Borisa.
"Ale toto, toto... sa mi ešte nikdy nestalo!" povedala. "Len ja sa bojím okolo neho, vždy sa bojím okolo neho, čo to znamená?" Takže je to skutočné, však? Mami, ty spíš?
"Nie, moja duša, ja sama sa bojím," odpovedala matka. - Choď.
„Aj tak nezaspím. Čo je zlé na spánku? Mami, mami, toto sa mi ešte nestalo! povedala s údivom a strachom pred pocitom, ktorý si v sebe uvedomovala. - A mohli by sme si myslieť!...
Natashe sa zdalo, že aj keď prvýkrát videla princa Andreja v Otradnoye, zamilovala sa do neho. Zdalo sa, že sa zľakla toho zvláštneho, nečakaného šťastia, že ten, ktorého si vtedy vybrala (bola o tom pevne presvedčená), že ju teraz ten istý opäť stretol, a ako sa zdá, nebol jej ľahostajný. . „A teraz, keď sme tu, bolo potrebné, aby prišiel do Petrohradu zámerne. A mali sme sa stretnúť na tomto plese. Toto všetko je osud. Je jasné, že to je osud, že to všetko k tomu viedlo. Už vtedy, len čo som ho uvidela, som cítila niečo zvláštne.
Čo ti ešte povedal? Čo sú to za verše? Prečítajte si to ... - zamyslene povedala matka a pýtala sa na básne, ktoré princ Andrei napísal do albumu Natasha.
- Mami, nie je hanba, že je vdovec?
- To je všetko, Natasha. Modli sa k Bohu. Les Marieiages sa font dans les cieux. [Manželstvá sa uzatvárajú v nebi.]
"Miláčik, mami, ako ťa milujem, ako mi je dobre!" kričala Nataša, plakala od šťastia a vzrušenia a objímala svoju matku.
V tom istom čase sedel princ Andrei s Pierrom a rozprával mu o svojej láske k Natashe a o svojom odhodlanom úmysle vziať si ju.

V ten deň mala grófka Elena Vasilievna recepciu, bol tam francúzsky vyslanec, bol tam princ, ktorý sa nedávno stal častým návštevníkom v dome grófky, a mnoho skvelých dám a mužov. Pierre bol dole, prechádzal sa chodbami a udrel všetkých hostí sústredeným, neprítomným a zachmúreným pohľadom.
Pierre od plesu cítil v sebe záchvaty hypochondrie a so zúfalým úsilím sa im snažil bojovať. Od zblíženia princa s manželkou bol Pierre nečakane udelený komorníkovi a odvtedy začal pociťovať ťažobu a hanbu vo veľkej spoločnosti a častejšie sa začali objavovať tie isté pochmúrne myšlienky o márnosti všetkého ľudského. príď k nemu. Zároveň pocit, ktorý si všimol medzi ním podporovanou Natašou a princom Andreim, jeho protiklad medzi jeho postavením a postavením jeho priateľa, túto pochmúrnu náladu ešte viac posilnil. Rovnako sa snažil vyhnúť myšlienkam na svoju manželku a na Natashe a princa Andreja. Opäť sa mu všetko zdalo bezvýznamné v porovnaní s večnosťou, opäť sa objavila otázka: „načo?“. A nútil sa dňom i nocou pracovať na slobodomurárskych dielach v nádeji, že zaženie prístup zlého ducha. Pierre o 12:00, vychádzajúc z grófkiných komnát, sedel na poschodí v zadymenej nízkej miestnosti, v obnosenom župane pred stolom a kopíroval pravé škótske činy, keď niekto vstúpil do jeho izby. Bol to princ Andrew.
"Ach, to si ty," povedal Pierre s neprítomným a nespokojným pohľadom. "Ale ja pracujem," povedal a ukázal na zápisník s takým druhom záchrany pred ťažkosťami života, s ktorým sa nešťastní ľudia pozerajú na svoju prácu.
Princ Andrei s rozžiarenou, nadšenou tvárou, obnovený k životu, sa zastavil pred Pierrom a nevšimol si jeho smutnú tvár a usmial sa na neho egoizmom šťastia.
„Nuž, duša moja,“ povedal, „chcel som ti to včera povedať a dnes som za tebou kvôli tomu prišiel. Nikdy som nič podobné nezažil. Som zamilovaný môj priateľ.
Pierre si zrazu ťažko vzdychol a klesol s ťažkým telom na pohovku vedľa princa Andreja.
- Pre Natashe Rostovovú, však? - povedal.
- Áno, áno, v kom? Nikdy by som tomu neveril, ale tento pocit je silnejší ako ja. Včera som trpel, trpel, ale za nič na svete sa tohto trápenia nevzdám. Predtým som nežil. Teraz žijem len ja, ale nemôžem žiť bez nej. Ale môže ma milovať?... Som na ňu starý... Čo nepovieš?...
- Ja? ja? Čo som ti povedal, - povedal zrazu Pierre, vstal a začal chodiť po miestnosti. - Vždy som si myslel toto ... Toto dievča je taký poklad, také ... Toto je vzácne dievča ... Drahý priateľ, prosím ťa, nemysli, neváhaj, vydaj sa, vydaj sa a vydaj sa ... A som si istý, že nikto nebude šťastnejší ako vy.
- Ale ona!
- Ona ťa miluje.
"Nehovor nezmysly ..." povedal princ Andrei, usmievajúc sa a hľadiac do Pierrových očí.
"Miluje, ja viem," kričal Pierre nahnevane.
"Nie, počúvaj," povedal princ Andrei a zastavil ho rukou. Vieš v akej som pozícii? Potrebujem všetko niekomu povedať.
"No, dobre, povedz, som veľmi rád," povedal Pierre a jeho tvár sa skutočne zmenila, vrásky sa vyhladili a radostne počúval princa Andreiho. Princ Andrei sa zdal a bol úplne iným, novým človekom. Kde bolo jeho trápenie, jeho pohŕdanie životom, jeho sklamanie? Pierre bol jedinou osobou, pred ktorou sa odvážil prehovoriť; ale na druhej strane mu povedal všetko, čo bolo v jeho duši. Buď si ľahko a odvážne robil plány na dlhú budúcnosť, hovoril o tom, ako nemôže obetovať svoje šťastie pre rozmar svojho otca, ako prinúti svojho otca, aby súhlasil s týmto manželstvom a miloval ju, alebo to urobil bez jeho súhlasu, potom bol prekvapený, ako na niečom zvláštnom, cudzom, nezávislom od neho, proti pocitu, ktorý ho posadol.
"Neveril by som niekomu, kto by mi povedal, že môžem takto milovať," povedal princ Andrei. "Nie je to ten istý pocit, aký som mal predtým." Celý svet je pre mňa rozdelený na dve polovice: jedna je ona a tam je všetko šťastie nádeje, svetla; druhá polovica - všetko, kde to nie je, je tam celá skľúčenosť a temnota ...
"Tma a šero," zopakoval Pierre, "áno, áno, rozumiem tomu.
„Nemôžem si pomôcť, ale milujem svetlo, nie je to moja chyba. A som veľmi šťastný. Rozumieš mi? Viem, že si pre mňa šťastný.
"Áno, áno," potvrdil Pierre a hľadel na svojho priateľa dojemnými a smutnými očami. Čím jasnejší sa mu zdal osud princa Andreja, tým temnejší sa zdal jeho.

Na manželstvo bol potrebný súhlas otca a na druhý deň princ Andrei odišiel k svojmu otcovi.
Otec s vonkajším pokojom, no vnútornou zlobou prijal správu svojho syna. Nevedel pochopiť, že niekto chce zmeniť život, vniesť doň niečo nové, keď sa už pre neho život končil. „Nechali by ma žiť len tak, ako chcem, a potom by si robili, čo chceli,“ povedal si starý muž. Pri synovi však využil diplomaciu, ktorú využíval pri významných príležitostiach. V pokojnom tóne celú záležitosť prediskutoval.
Po prvé, manželstvo nebolo brilantné vo vzťahu k príbuzenstvu, bohatstvu a šľachte. Po druhé, princ Andrei nebol prvým mladíkom a bol v zlom zdravotnom stave (starý muž sa o to obzvlášť opieral) a bola veľmi mladá. Po tretie, bol tu syn, ktorého bolo škoda dať dievčaťu. Po štvrté, konečne, - povedal otec a posmešne sa pozrel na svojho syna, - žiadam ťa, odlož vec na rok, choď do zahraničia, daj sa liečiť, nájdi si, ako chceš, Nemca pre princa Nikolaja, a potom , ak je to láska, vášeň, tvrdohlavosť, čo len chceš, tak super, tak sa vydaj.
„A toto je moje posledné slovo, vieš, posledné...“ dokončil princ takým tónom, že dal najavo, že ho nič neprinúti zmeniť názor.
Princ Andrei jasne videl, že starec dúfa, že cit jeho alebo jeho budúcej nevesty neobstojí v ročnej skúške, alebo že on sám, starý princ, v tomto čase zomrie, a rozhodol sa splniť otcovu vôľu: navrhnúť a odložiť svadbu o rok.
Tri týždne po svojom poslednom večeri u Rostovovcov sa princ Andrei vrátil do Petrohradu.

Na druhý deň po vysvetlení s matkou Nataša celý deň čakala na Bolkonského, no ten neprišiel. Na druhý deň, na tretí deň, to bolo rovnaké. Pierre tiež neprišiel a Natasha, ktorá nevedela, že princ Andrei odišiel k svojmu otcovi, si nedokázala vysvetliť jeho neprítomnosť.
Tak prešli tri týždne. Nataša nikam nechcela ísť a ako tieň, nečinná a skľúčená, chodila po izbách, večer od všetkých potajomky plakala a po večeroch sa neukazovala svojej matke. Neustále sa červenala a bola podráždená. Zdalo sa jej, že všetci vedeli o jej sklamaní, smiali sa a ľutovali ju. So všetkou silou vnútorného smútku tento márnomyseľný smútok zvyšoval jej nešťastie.
Jedného dňa prišla za grófkou, chcela jej niečo povedať a zrazu sa rozplakala. Jej slzy boli slzami urazeného dieťaťa, ktoré ani samo nevie, prečo je trestané.
Grófka začala Natashu upokojovať. Natasha, ktorá najprv počúvala slová svojej matky, ju zrazu prerušila:
- Prestaň, mami, nemyslím a nechcem myslieť! Tak som cestoval, zastavil som sa a zastavil ...
Hlas sa jej triasol, takmer sa rozplakala, ale zotavila sa a pokojne pokračovala: „A ja sa vôbec nechcem vydávať. A ja sa ho bojím; Teraz som úplne, úplne, upokojený...
Na druhý deň po tomto rozhovore si Natasha obliekla tie staré šaty, ktoré si uvedomovala najmä pre veselosť, ktorú ráno prinášali, a ráno začala svoj bývalý spôsob života, z ktorého po plese zaostávala. Po vypití čaju odišla do sály, ktorú milovala najmä pre jej silnú rezonanciu, a začala spievať svoje solfeji (spevácke cvičenia). Po skončení prvej hodiny sa zastavila uprostred chodby a zopakovala jednu hudobnú frázu, ktorá sa jej obzvlášť páčila. Radostne počúvala to (akoby pre ňu neočakávané) čaro, ktorým tieto zvuky, trblietavé, naplnili celú prázdnotu sály a pomaly utíchli, a zrazu sa rozveselila. "Prečo o tom toľko a tak dobre premýšľať," povedala si a začala chodiť hore-dole po chodbe, pričom nešliapala jednoduchými krokmi na rezonančnú parketu, ale každým krokom z podpätku (mala na sebe nové, obľúbené topánky) k päte a rovnako radostne, ako aj zvukom svojho hlasu, počúvajúc tento odmeraný klepot opätkov a vŕzganie ponožiek. Prešla okolo zrkadla a pozrela sa doň. - "Tu som!" akoby výraz jej tváre pri pohľade na seba hovoril. "No to je dobre. A ja nikoho nepotrebujem."
Lokaj chcel vojsť niečo upratať v chodbe, ale ona ho nepustila dnu, opäť za ním zavrela dvere a pokračovala v chôdzi. V to ráno sa opäť vrátila do svojho milovaného stavu sebalásky a obdivu k sebe samej. - "Aké kúzlo je táto Nataša!" povedala si znova pre seba slovami nejakej tretej, kolektívnej, mužskej tváre. - "Dobrý, hlas, mladá, a nikomu neprekáža, len ju nechaj na pokoji." Ale bez ohľadu na to, ako veľmi ju nechali na pokoji, už nemohla byť pokojná a okamžite to pocítila.
Vo vchodových dverách sa otvorili vchodové dvere, niekto sa spýtal: si doma? a ozvali sa niečie kroky. Natasha sa pozrela do zrkadla, no nevidela sa. Počúvala zvuky na chodbe. Keď sa uvidela, tvár mala bledú. Bol to on. Vedela to určite, hoci sotva počula zvuk jeho hlasu zo zatvorených dverí.
Nataša, bledá a vystrašená, vbehla do obývačky.
- Mami, Bolkonsky prišiel! - povedala. - Mami, to je hrozné, to sa nedá vydržať! "Nechcem... trpieť!" Čo mám robiť?…
Grófka jej ešte nestihla odpovedať, keď princ Andrei vstúpil do salónu s úzkostlivou a vážnou tvárou. Hneď ako uvidel Natashu, jeho tvár sa rozžiarila. Pobozkal ruku grófke a Natashe a posadil sa vedľa pohovky.
"Už dlho sme nemali potešenie ..." začala grófka, ale princ Andrei ju prerušil, odpovedal na jej otázku a zjavne sa ponáhľal povedať, čo potreboval.
- Celý ten čas som nebol s vami, pretože som bol s otcom: potreboval som s ním hovoriť o veľmi dôležitej veci. Práve som sa vrátil včera večer,“ povedal a pozrel na Natashu. "Potrebujem s vami hovoriť, grófka," dodal po chvíli ticha.
Grófka si ťažko povzdychla a sklopila oči.
„Som k vašim službám,“ povedala.
Natasha vedela, že musí odísť, ale nemohla to urobiť: niečo jej zvieralo hrdlo a nezdvorilo, priamo, s otvorenými očami pozrela na princa Andreja.
„Teraz? Táto minúta!... Nie, to nemôže byť!“ Myslela si.
Znova sa na ňu pozrel a tento pohľad ju presvedčil, že sa nemýlila. - Áno, práve v tejto chvíli sa rozhodovalo o jej osude.
"Poď, Natasha, zavolám ti," povedala grófka šeptom.
Natasha pozrela vystrašenými, prosebnými očami na princa Andreja a na svoju matku a vyšla von.
"Prišiel som, grófka, požiadať o ruku tvoju dcéru," povedal princ Andrei. Grófkina tvár sa začervenala, ale nepovedala nič.
"Váš návrh..." začala grófka pokojne. Zostal ticho a pozeral sa jej do očí. - Vaša ponuka... (bola v rozpakoch) teší nás, a ... Vašu ponuku prijímam, teší ma. A môj manžel ... dúfam ... ale to bude závisieť od nej ...
- Poviem jej, keď budem mať tvoj súhlas... dáš mi ho? - povedal princ Andrew.
„Áno,“ povedala grófka a natiahla k nemu ruku a so zmesou odstupu a nežnosti mu pritisla pery na čelo, keď sa naklonil nad jej ruku. Chcela ho milovať ako syna; ale cítila, že je to pre ňu cudzí a hrozný človek. "Som si istá, že môj manžel bude súhlasiť," povedala grófka, "ale tvoj otec...
- Môj otec, ktorému som oznámil svoje plány, dal ako nevyhnutnú podmienku súhlasu, že svadba by nemala byť skôr ako o rok. A toto som vám chcel povedať, - povedal princ Andrej.
- Je pravda, že Nataša je ešte mladá, ale tak dlho.
"Nemohlo to byť inak," povedal princ Andrei s povzdychom.
"Pošlem ti to," povedala grófka a odišla z miestnosti.
„Pane, zmiluj sa nad nami,“ opakovala a hľadala svoju dcéru. Sonya povedala, že Natasha bola v spálni. Natasha sedela na posteli, bledá, so suchými očami, pozrela sa na ikony, rýchlo sa prekrížila a niečo zašepkala. Keď uvidela matku, vyskočila a rozbehla sa k nej.
- Čo? Mami?... Čo?
- Choď, choď k nemu. Žiada ťa o ruku, - povedala grófka chladne, ako sa Nataše zdalo... - Choď... choď, - povedala matka so smútkom a výčitkami za svojou dcérou, ktorá utekala, a ťažko si povzdychla.
Natasha si nepamätala, ako vošla do obývačky. Keď vošla do dverí a uvidela ho, zastala. "Stal sa teraz tento cudzinec naozaj mojím všetkým?" spýtala sa sama seba a okamžite odpovedala: „Áno, všetko: len on je mi teraz drahší ako všetko na svete. Princ Andrei k nej podišiel a sklopil oči.
„Zamiloval som sa do teba od chvíle, keď som ťa uvidel. Môžem dúfať?
Pozrel sa na ňu a zasiahla ho úprimná vášeň jej tváre. Jej tvár povedala: „Prečo sa pýtaš? Prečo pochybovať o tom, čo nemožno nevedieť? Prečo hovoriť, keď nemôžete slovami vyjadriť to, čo cítite.
Pristúpila k nemu a zastavila sa. Chytil ju za ruku a pobozkal ju.
- Miluješ ma?
"Áno, áno," povedala Natasha akoby otrávene, nahlas si povzdychla, inokedy, stále častejšie, a vzlykala.
- O čom? Čo sa s tebou deje?
"Ach, som taká šťastná," odpovedala, usmiala sa cez slzy, naklonila sa k nemu bližšie, na chvíľu sa zamyslela, akoby sa sama seba pýtala, či je to možné, a pobozkala ho.
Princ Andrei ju držal za ruky, pozrel sa jej do očí a vo svojej duši nenašiel bývalú lásku k nej. V jeho duši sa zrazu niečo zvrtlo: nebolo tam bývalé poetické a tajomné kúzlo túžby, ale ľútosť nad jej ženskou a detskou slabosťou, strach z jej oddanosti a dôverčivosti, ťažké a zároveň radostné vedomie povinnosti. ktorá ho s ňou navždy spojila. Skutočný pocit, hoci nebol taký ľahký a poetický ako ten prvý, bol vážnejší a silnejší.

Troposféra

Jeho horná hranica je v nadmorskej výške 8-10 km v polárnych, 10-12 km v miernych a 16-18 km v tropických zemepisných šírkach; v zime nižšia ako v lete. Spodná, hlavná vrstva atmosféry obsahuje viac ako 80 % celkovej hmotnosti atmosférického vzduchu a asi 90 % všetkej vodnej pary prítomnej v atmosfére. V troposfére je vysoko rozvinutá turbulencia a konvekcia, objavujú sa oblaky, vznikajú cyklóny a anticyklóny. Teplota klesá s nadmorskou výškou s priemerným vertikálnym gradientom 0,65°/100 m

tropopauza

Prechodná vrstva z troposféry do stratosféry, vrstva atmosféry, v ktorej sa pokles teploty s výškou zastavuje.

Stratosféra

Vrstva atmosféry sa nachádza vo výške 11 až 50 km. Mierna zmena teploty vo vrstve 11-25 km (spodná vrstva stratosféry) a jej zvýšenie vo vrstve 25-40 km z -56,5 na 0,8 °C (horná vrstva stratosféry alebo inverzná oblasť) sú typický. Po dosiahnutí hodnoty asi 273 K (takmer 0 °C) vo výške asi 40 km zostáva teplota konštantná až do výšky asi 55 km. Táto oblasť konštantnej teploty sa nazýva stratopauza a je hranicou medzi stratosférou a mezosférou.

Stratopauza

Hraničná vrstva atmosféry medzi stratosférou a mezosférou. Vo vertikálnom rozložení teplôt je maximum (asi 0 °C).

mezosféra

Mezosféra začína v nadmorskej výške 50 km a siaha až do 80-90 km. Teplota klesá s výškou s priemerným vertikálnym gradientom (0,25-0,3)°/100 m Hlavným energetickým procesom je prenos tepla sálaním. Komplexné fotochemické procesy zahŕňajúce voľné radikály, vibračne excitované molekuly atď. spôsobujú atmosférickú luminiscenciu.

mezopauza

Prechodná vrstva medzi mezosférou a termosférou. Vo vertikálnom rozložení teplôt je minimum (asi -90 °C).

Línia Karman

Nadmorská výška, ktorá sa bežne považuje za hranicu medzi zemskou atmosférou a vesmírom. Línia Karmana sa nachádza vo výške 100 km nad morom.

Hranica zemskej atmosféry

Termosféra

Horná hranica je asi 800 km. Teplota stúpa do nadmorských výšok 200-300 km, kde dosahuje hodnoty rádovo 1500 K, potom zostáva takmer konštantná až do vysokých nadmorských výšok. Pod vplyvom ultrafialového a röntgenového slnečného žiarenia a kozmického žiarenia dochádza k ionizácii vzduchu („polárne svetlá“) - hlavné oblasti ionosféry ležia vo vnútri termosféry. Vo výškach nad 300 km prevláda atómový kyslík. Horná hranica termosféry je do značnej miery určená aktuálnou aktivitou Slnka. V obdobiach nízkej aktivity dochádza k výraznému zmenšeniu veľkosti tejto vrstvy.

Termopauza

Oblasť atmosféry nad termosférou. V tejto oblasti je absorpcia slnečného žiarenia zanedbateľná a teplota sa v skutočnosti s výškou nemení.

Exosféra (rozptylová guľa)

Atmosférické vrstvy až do výšky 120 km

Exosféra - rozptylová zóna, vonkajšia časť termosféry, nachádzajúca sa nad 700 km. Plyn v exosfére je veľmi riedky, a preto jeho častice unikajú do medziplanetárneho priestoru (disipácia).

Do výšky 100 km je atmosféra homogénna, dobre premiešaná zmes plynov. Vo vyšších vrstvách závisí rozloženie plynov na výšku od ich molekulových hmotností, koncentrácia ťažších plynov klesá rýchlejšie so vzdialenosťou od zemského povrchu. V dôsledku poklesu hustoty plynu klesá teplota z 0 °C v stratosfére na −110 °C v mezosfére. Kinetická energia jednotlivých častíc však vo výškach 200–250 km zodpovedá teplote ~150 °C. Nad 200 km sú pozorované výrazné výkyvy teploty a hustoty plynu v čase a priestore.

Vo výške asi 2000-3500 km exosféra postupne prechádza do takzvaného blízkeho vesmírneho vákua, ktoré je vyplnené vysoko riedkymi časticami medziplanetárneho plynu, najmä atómami vodíka. Ale tento plyn je len časťou medziplanetárnej hmoty. Druhá časť je zložená z prachových častíc kometárneho a meteorického pôvodu. Okrem extrémne riedkych prachových častíc do tohto priestoru preniká elektromagnetické a korpuskulárne žiarenie slnečného a galaktického pôvodu.

Troposféra predstavuje asi 80 % hmotnosti atmosféry, stratosféra asi 20 %; hmotnosť mezosféry nie je väčšia ako 0,3 %, termosféra je menšia ako 0,05 % z celkovej hmotnosti atmosféry. Na základe elektrických vlastností v atmosfére sa rozlišuje neutrosféra a ionosféra. V súčasnosti sa verí, že atmosféra siaha do nadmorskej výšky 2000-3000 km.

V závislosti od zloženia plynu v atmosfére sa rozlišuje homosféra a heterosféra. Heterosféra je oblasť, kde má gravitácia vplyv na separáciu plynov, keďže ich miešanie v takej výške je zanedbateľné. Z toho vyplýva premenlivé zloženie heterosféry. Pod ním leží dobre premiešaná, homogénna časť atmosféry, nazývaná homosféra. Hranica medzi týmito vrstvami sa nazýva turbopauza a leží vo výške asi 120 km.

Presná veľkosť atmosféry nie je známa, pretože jej horná hranica nie je jasne viditeľná. Štruktúra atmosféry však bola dostatočne preštudovaná, aby si každý mohol urobiť predstavu o tom, ako je usporiadaný plynný obal našej planéty.

Vedci z oblasti fyziky atmosféry to definujú ako oblasť okolo Zeme, ktorá rotuje s planétou. FAI dáva nasledovné definícia:

• Hranica medzi priestorom a atmosférou prebieha pozdĺž línie Karman. Táto čiara je podľa definície tej istej organizácie nadmorská výška, ktorá sa nachádza v nadmorskej výške 100 km.

Čokoľvek nad touto čiarou je vesmír. Atmosféra postupne prechádza do medziplanetárneho priestoru, preto existujú rôzne predstavy o jej veľkosti.

So spodnou hranicou atmosféry je všetko oveľa jednoduchšie – prechádza cez povrch zemskej kôry a vodný povrch Zeme – hydrosféru. Zároveň hranica, dalo by sa povedať, splýva so zemou a vodnými plochami, keďže sa tam rozpúšťajú aj častice vzduchu.

Aké vrstvy atmosféry sú zahrnuté do veľkosti Zeme

Zaujímavosť: v zime je nižšia, v lete vyššia.

Práve v tejto vrstve vznikajú turbulencie, anticyklóny a cyklóny, vznikajú oblaky. Práve táto sféra je zodpovedná za formovanie počasia, nachádza sa v nej približne 80% všetkých vzdušných hmôt.

Tropauza je vrstva, v ktorej teplota s výškou neklesá. Nad tropopauzou, v nadmorskej výške nad 11 a do 50 km sa nachádza. Stratosféra obsahuje vrstvu ozónu, o ktorej je známe, že chráni planétu pred ultrafialovým žiarením. Vzduch v tejto vrstve je riedky, čo vysvetľuje charakteristický fialový odtieň oblohy. Rýchlosť prúdenia vzduchu tu môže dosiahnuť 300 km/h. Medzi stratosférou a mezosférou je stratopauza – hraničná sféra, v ktorej prebieha teplotné maximum.

Ďalšia vrstva je . Rozprestiera sa do výšok 85-90 kilometrov. Farba oblohy v mezosfére je čierna, takže hviezdy možno pozorovať aj ráno a popoludní. Prebiehajú tam najzložitejšie fotochemické procesy, pri ktorých dochádza k atmosférickej žiare.

Medzi mezosférou a ďalšou vrstvou je mezopauza. Je definovaná ako prechodná vrstva, v ktorej je pozorované teplotné minimum. Vyššie, vo výške 100 kilometrov nad morom, je čiara Karman. Nad touto čiarou sa nachádza termosféra (limit nadmorskej výšky 800 km) a exosféra, ktorá sa nazýva aj „rozptylová zóna“. Vo výške asi 2-3 tisíc kilometrov prechádza do blízkeho vesmírneho vákua.

Vzhľadom na to, že horná vrstva atmosféry nie je jasne viditeľná, nie je možné vypočítať jej presnú veľkosť. Okrem toho v rôznych krajinách existujú organizácie s rôznymi názormi na túto záležitosť. Treba poznamenať, že Karmanova línia možno považovať za hranicu zemskej atmosféry len podmienečne, keďže rôzne zdroje používajú rôzne hraničné značky. V niektorých zdrojoch teda nájdete informácie, že horná hranica prechádza v nadmorskej výške 2 500 - 3 000 km.

NASA používa na výpočty značku 122 kilometrov. Nie je to tak dávno, čo sa uskutočnili experimenty, ktoré objasnili hranicu, ktorá sa nachádza vo výške približne 118 km.

Zmenil zemský povrch. Nemenej dôležitá bola aj činnosť vetra, ktorý prenášal malé zlomky hornín na veľké vzdialenosti. Výkyvy teplôt a iné atmosférické faktory výrazne ovplyvnili deštrukciu hornín. Spolu s tým A. chráni zemský povrch pred ničivým pôsobením padajúcich meteoritov, z ktorých väčšina zhorí pri vstupe do hustých vrstiev atmosféry.

Činnosť živých organizmov, ktorá mala silný vplyv na vývoj samotnej A., do značnej miery závisí od atmosférických podmienok. A. odďaľuje väčšinu ultrafialového žiarenia slnka, ktoré má škodlivý vplyv na mnohé organizmy. Atmosférický kyslík sa používa v procese dýchania zvieratami a rastlinami, atmosférický oxid uhličitý - v procese výživy rastlín. Klimatické faktory, najmä tepelný režim a režim vlahy, ovplyvňujú zdravotný stav a činnosť človeka. Poľnohospodárstvo je obzvlášť silne závislé od klimatických podmienok. Ľudská činnosť má zasa stále väčší vplyv na zloženie atmosféry a na klimatický režim.

Štruktúra atmosféry

Vertikálne rozloženie teplôt v atmosfére a súvisiaca terminológia.

Početné dohľady ukazujú, že And má presne vyjadrenú vrstvenú štruktúru (pozri obr.). Hlavné znaky vrstvenej štruktúry atmosféry sú určené predovšetkým znakmi vertikálneho rozloženia teplôt. V najnižšej časti A. - troposfére, kde je pozorované intenzívne turbulentné miešanie (pozri Turbulencie v atmosfére a hydrosfére), teplota klesá s rastúcou nadmorskou výškou a pokles teploty pozdĺž vertikály je v priemere 6 ° na 1 km. Výška troposféry sa pohybuje od 8-10 km v polárnych šírkach do 16-18 km v blízkosti rovníka. Vzhľadom na to, že hustota vzduchu s výškou rýchlo klesá, v troposfére sa sústreďuje asi 80% celkovej hmoty A. Nad troposférou sa nachádza prechodová vrstva - tropopauza s teplotou 190-220, nad ktorou sa nachádza stratosféra. začína. V spodnej časti stratosféry sa pokles teploty s výškou zastavuje a až do výšky 25 km zostáva teplota približne konštantná – tzv. izotermická oblasť(dolná stratosféra); začína stúpať vyššia teplota – inverzná oblasť (horná stratosféra). Teplota vrcholí pri ~270 K na úrovni stratopauzy, ktorá sa nachádza v nadmorskej výške asi 55 km. Vrstva A, ktorá sa nachádza vo výškach od 55 do 80 km, kde teplota opäť klesá s výškou, sa nazývala mezosféra. Nad ňou je prechodová vrstva - mezopauza, nad ktorou je termosféra, kde teplota, rastúca s výškou, dosahuje veľmi vysoké hodnoty (nad 1000 K). Ešte vyššie (vo výškach ~ 1 000 km a viac) je exosféra, odkiaľ sa v dôsledku disipácie rozptyľujú atmosférické plyny do svetového priestoru a kde dochádza k postupnému prechodu z atmosférického vzduchu do medziplanetárneho priestoru. Zvyčajne sa všetky vrstvy atmosféry nad troposférou nazývajú horné vrstvy, hoci niekedy sa stratosféra alebo jej spodná časť označuje aj ako spodné vrstvy atmosféry.

Všetky štrukturálne parametre atmosféry (teplota, tlak, hustota) vykazujú výraznú priestorovú a časovú variabilitu (zemepisná, ročná, sezónna, denná atď.). Preto údaje na obr. odráža iba priemerný stav atmosféry.

Schéma štruktúry atmosféry:
1 - hladina mora; 2 - najvyšší bod Zeme - Mount Chomolungma (Everest), 8848 m; 3 - kopovitá oblačnosť dobrého počasia; 4 - mohutné kupovité oblaky; 5 - prehánky (búrka) oblačnosť; 6 - oblaky nimbostratus; 7 - cirry; 8 - lietadlo; 9 - vrstva maximálnej koncentrácie ozónu; 10 - perleťové oblaky; 11 - stratosférický balón; 12 - rádiosonda; 1З - meteory; 14 - noctilucentná oblačnosť; 15 - polárna žiara; 16 - americké raketové lietadlo X-15; 17, 18, 19 - rádiové vlny odrazené od ionizovaných vrstiev a vracajúce sa na Zem; 20 - zvuková vlna odrazená od teplej vrstvy a vracajúca sa na Zem; 21 - prvý sovietsky umelý satelit Zeme; 22 - medzikontinentálna balistická strela; 23 - geofyzikálne výskumné rakety; 24 - meteorologické družice; 25 - kozmická loď "Sojuz-4" a "Sojuz-5"; 26 - vesmírne rakety opúšťajúce atmosféru, ako aj rádiové vlny prenikajúce do ionizovaných vrstiev a opúšťajúce atmosféru; 27, 28 - disipácia (sklz) atómov H a He; 29 - dráha slnečných protónov P; 30 - prienik ultrafialových lúčov (vlnová dĺžka l> 2000 a l< 900).

Vrstvená štruktúra atmosféry má mnoho ďalších rôznorodých prejavov. Chemické zloženie atmosféry je výškovo heterogénne, ak vo výškach do 90 km, kde dochádza k intenzívnemu premiešavaniu atmosféry, zostáva relatívne zloženie konštantných zložiek atmosféry prakticky nezmenené (celá táto hrúbka atmosféry je tzv. homosféra), potom nad 90 km - in heterosféra- vplyvom disociácie molekúl atmosférických plynov ultrafialovým žiarením slnka dochádza s výškou k výraznej zmene chemického zloženia atmosférických činidiel. Typickými znakmi tejto časti A. sú vrstvy ozónu a vlastná žiara atmosféry. Zložitá vrstvená štruktúra je charakteristická pre atmosférický aerosól – pevné častice pozemského a kozmického pôvodu suspendované vo vzduchu. Najbežnejšie aerosólové vrstvy sú pod tropopauzou a vo výške okolo 20 km. Vrstvená je vertikálna distribúcia elektrónov a iónov v atmosfére, ktorá je vyjadrená existenciou D, E a F vrstiev ionosféry.

Zloženie atmosféry

Jednou z opticky najaktívnejších zložiek je atmosférický aerosól - častice suspendované vo vzduchu s veľkosťou od niekoľkých nm do niekoľkých desiatok mikrónov, ktoré vznikajú pri kondenzácii vodnej pary a dostávajú sa do atmosféry zo zemského povrchu v dôsledku priemyselného znečistenia, sopečné erupcie a tiež z vesmíru. Aerosól je pozorovaný v troposfére aj v horných vrstvách A. Koncentrácia aerosólu rýchlo klesá s nadmorskou výškou, ale na tento trend sa prekrývajú početné sekundárne maximá spojené s existenciou vrstiev aerosólu.

horná atmosféra

Nad 20 – 30 km sa molekuly atómu v dôsledku disociácie do jedného alebo druhého stupňa rozložia na atómy a v atóme sa objavia voľné atómy a nové, zložitejšie molekuly. O niečo vyššie sa stávajú významnými ionizačné procesy.

Najnestabilnejšou oblasťou je heterosféra, kde procesy ionizácie a disociácie spôsobujú početné fotochemické reakcie, ktoré určujú zmenu zloženia vzduchu s výškou. Prebieha tu aj gravitačná separácia plynov, čo sa prejavuje postupným obohacovaním atmosféry ľahšími plynmi s pribúdajúcou výškou. Podľa raketových meraní je pozorovaná gravitačná separácia neutrálnych plynov - argónu a dusíka - nad 105-110 km. Hlavnými zložkami A. vo vrstve 100–210 km sú molekulárny dusík, molekulárny kyslík a atómový kyslík (koncentrácia druhého v hladine 210 km dosahuje 77 ± 20 % koncentrácie molekulárneho dusíka).

Hornú časť termosféry tvorí najmä atómový kyslík a dusík. Vo výške 500 km molekulárny kyslík prakticky chýba, ale molekulárny dusík, ktorého relatívna koncentrácia výrazne klesá, stále dominuje nad atómovým dusíkom.

V termosfére zohrávajú významnú úlohu slapové pohyby (pozri príliv a odliv), gravitačné vlny, fotochemické procesy, nárast strednej voľnej dráhy častíc a ďalšie faktory. Výsledky pozorovaní spomalenia satelitov vo výškach 200-700 km viedli k záveru, že medzi hustotou, teplotou a slnečnou aktivitou existuje vzťah, ktorý je spojený s existenciou dennej, polročnej a ročnej variácie štrukturálnych parametrov. . Je možné, že denné variácie sú z veľkej časti spôsobené atmosférickými prílivmi. Počas období slnečných erupcií môže teplota vo výške 200 km v nízkych zemepisných šírkach dosiahnuť 1700-1900°C.

Nad 600 km sa stáva prevládajúcou zložkou hélium a ešte vyššie, vo výškach 2-20 tisíc km, sa rozprestiera vodíková koróna Zeme. V týchto výškach je Zem obklopená obalom nabitých častíc, ktorých teplota dosahuje niekoľko desiatok tisíc stupňov. Tu sú vnútorné a vonkajšie radiačné pásy Zeme. Vnútorný pás vyplnený prevažne protónmi s energiou stoviek MeV je obmedzený výškami 500-1600 km v zemepisných šírkach od rovníka po 35-40°. Vonkajší pás pozostáva z elektrónov s energiami rádovo v stovkách keV. Za vonkajším pásom sa nachádza „najkrajnejší pás“, v ktorom je koncentrácia a toky elektrónov oveľa vyššie. Vniknutie slnečného korpuskulárneho žiarenia (slnečného vetra) do horných vrstiev polárnej žiary vedie k vzniku polárnych žiar. Pod vplyvom tohto bombardovania hornej atmosféry elektrónmi a protónmi slnečnej koróny dochádza aj k excitácii prirodzenej žiary atmosféry, ktorá bola predtým tzv. žiara nočnej oblohy. Keď slnečný vietor interaguje s magnetickým poľom Zeme, vytvorí sa zóna, ktorá dostala názov. magnetosféra Zeme, kam nepreniknú toky slnečnej plazmy.

Horné vrstvy A. sa vyznačujú existenciou silných vetrov, ktorých rýchlosť dosahuje 100-200 m/sec. Rýchlosť a smer vetra v troposfére, mezosfére a nižšej termosfére majú veľkú časopriestorovú variabilitu. Hoci hmotnosť horných vrstiev atmosféry je v porovnaní s hmotnosťou spodných vrstiev zanedbateľná a energia atmosférických procesov vo vysokých vrstvách je relatívne malá, zdá sa, že existuje určitý vplyv vysokých vrstiev atmosféry na počasie a klíma v troposfére.

Radiačná, tepelná a vodná bilancia atmosféry

Prakticky jediným zdrojom energie pre všetky fyzikálne procesy rozvíjajúce sa v Arménsku je slnečné žiarenie. Hlavným znakom radiačného režimu A. – tzv. skleníkový efekt: A. slabo pohlcuje krátkovlnné slnečné žiarenie (väčšina dopadá na zemský povrch), ale oneskoruje dlhovlnné (úplne infračervené) tepelné žiarenie zemského povrchu, čím sa výrazne znižuje prestup tepla zeme do kozmického priestoru. a zvyšuje jeho teplotu.

Slnečné žiarenie, ktoré vstupuje do A., je čiastočne absorbované v A., najmä vodnou parou, oxidom uhličitým, ozónom a aerosólmi, a je rozptýlené aerosólovými časticami a kolísaním hustoty A. V dôsledku rozptylu žiarenia energie Slnka sa v A. nepozoruje len priama slnečná energia, ale aj rozptýlené žiarenie, spolu tvoria celkové žiarenie. Po dosiahnutí zemského povrchu sa celkové žiarenie čiastočne odráža od neho. Množstvo odrazeného žiarenia je určené odrazivosťou podkladového povrchu, tzv. albedo. Vplyvom absorbovaného žiarenia sa zemský povrch ohrieva a stáva sa zdrojom vlastného dlhovlnného žiarenia smerujúceho k Zemi. Zem zasa vyžaruje aj dlhovlnné žiarenie smerujúce k zemskému povrchu (tzv. anti- žiarenie zeme) a do svetového priestoru (tzv. vesmír). vychádzajúce žiarenie). Racionálna výmena tepla medzi zemským povrchom a A. je určená efektívnym žiarením - rozdielom medzi vlastným povrchovým žiarením Zeme a ním absorbovaným antižiarením A. Rozdiel medzi krátkovlnným žiarením absorbovaným zemským povrchom a efektívnym žiarením je nazývaná radiačná bilancia.

Premena energie slnečného žiarenia po jeho absorpcii na zemskom povrchu na atmosférickú energiu tvorí tepelnú bilanciu Zeme. Hlavným zdrojom tepla pre atmosféru je zemský povrch, ktorý absorbuje väčšinu slnečného žiarenia. Keďže absorpcia slnečného žiarenia v A. je menšia ako strata tepla z A. do svetového priestoru dlhovlnným žiarením, spotreba sálavého tepla sa dopĺňa prílevom tepla do A. zo zemského povrchu vo forme turbulentného prenosu tepla a príchodu tepla v dôsledku kondenzácie vodnej pary v A. Od konečného Množstvo kondenzácie v celej Afrike sa rovná množstvu zrážok a tiež množstvu výparu z povrchu zeme; prítok kondenzačného tepla do Arménska sa číselne rovná množstvu tepla vynaloženému na vyparovanie na zemskom povrchu (pozri aj Vodná bilancia).

Časť energie slnečného žiarenia sa vynakladá na udržiavanie celkovej cirkulácie atmosféry a na iné atmosférické procesy, ale táto časť je v porovnaní s hlavnými zložkami tepelnej bilancie zanedbateľná.

pohyb vzduchu

V dôsledku vysokej mobility atmosférického vzduchu sú vetry pozorované vo všetkých nadmorských výškach oblohy. Pohyb vzduchu závisí od mnohých faktorov, z ktorých hlavným je nerovnomerné zahrievanie vzduchu v rôznych oblastiach zemegule.

Obzvlášť veľké teplotné kontrasty v blízkosti zemského povrchu existujú medzi rovníkom a pólmi v dôsledku rozdielu v príchode slnečnej energie v rôznych zemepisných šírkach. Spolu s tým je rozloženie teploty ovplyvnené polohou kontinentov a oceánov. Vďaka vysokej tepelnej kapacite a tepelnej vodivosti oceánskych vôd oceány výrazne tlmia teplotné výkyvy, ku ktorým dochádza v dôsledku zmien príchodu slnečného žiarenia počas roka. V tomto ohľade je v miernych a vysokých zemepisných šírkach teplota vzduchu nad oceánmi v lete výrazne nižšia ako nad kontinentmi av zime je vyššia.

Nerovnomerné ohrievanie atmosféry prispieva k rozvoju systému veľkoplošných prúdov vzduchu – tzv. všeobecná cirkulácia atmosféry, ktorá vytvára horizontálny prenos tepla vo vzduchu, v dôsledku čoho sa rozdiely v ohrievaní atmosférického vzduchu v jednotlivých regiónoch citeľne vyrovnávajú. Spolu s tým všeobecná cirkulácia uskutočňuje v Afrike cyklus vlhkosti, počas ktorého sa vodná para prenáša z oceánov na pevninu a kontinenty sa zvlhčujú. Pohyb vzduchu vo všeobecnom obehovom systéme úzko súvisí s rozložením atmosférického tlaku a závisí aj od rotácie Zeme (pozri Coriolisova sila). Na hladine mora je rozloženie tlaku charakterizované poklesom v blízkosti rovníka, nárastom v subtrópoch (zóny vysokého tlaku) a poklesom v miernych a vysokých zemepisných šírkach. Zároveň nad kontinentmi extratropických zemepisných šírok je tlak zvyčajne zvýšený v zime a znížený v lete.

S planetárnym rozložením tlaku súvisí zložitý systém prúdenia vzduchu, niektoré z nich sú relatívne stabilné, iné sa neustále menia v priestore a čase. Medzi stabilné vzdušné prúdy patria pasáty, ktoré smerujú zo subtropických šírok oboch pologúľ k rovníku. Pomerne stabilné sú aj monzúny – vzdušné prúdy, ktoré vznikajú medzi oceánom a pevninou a majú sezónny charakter. V miernych zemepisných šírkach prevláda západné prúdenie vzduchu (od západu na východ). Medzi tieto prúdy patria veľké víry – cyklóny a anticyklóny, zvyčajne siahajúce do stoviek a tisícok kilometrov. Cyklóny pozorujeme aj v tropických šírkach, kde sa vyznačujú menšou veľkosťou, no najmä vysokou rýchlosťou vetra často dosahujúcou silu hurikánu (tzv. tropické cyklóny). V hornej troposfére a spodnej stratosfére sa vyskytujú pomerne úzke (stovky kilometrov široké) tryskové prúdy s ostro ohraničenými hranicami, v rámci ktorých vietor dosahuje obrovské rýchlosti – až 100 – 150 m/s. Pozorovania ukazujú, že vlastnosti atmosférickej cirkulácie v spodnej časti stratosféry sú určené procesmi v troposfére.

V hornej polovici stratosféry, kde s výškou stúpa teplota, s výškou rastie rýchlosť vetra, pričom v lete dominujú východné vetry a v zime západné. Cirkuláciu tu určuje stratosférický zdroj tepla, ktorého existencia je spojená s intenzívnou absorpciou ultrafialového slnečného žiarenia ozónom.

V dolnej časti mezosféry v miernych zemepisných šírkach sa rýchlosť zimného západného transportu zvyšuje na maximálne hodnoty - asi 80 m/s a letného východného transportu - až 60 m/s na úrovni asi 70 km. Nedávne štúdie jasne ukázali, že vlastnosti teplotného poľa v mezosfére nemožno vysvetliť iba vplyvom radiačných faktorov. Prvoradý význam majú dynamické faktory (najmä zahrievanie alebo ochladzovanie, keď vzduch klesá alebo stúpa), a možné sú aj zdroje tepla, ktoré sú výsledkom fotochemických reakcií (napríklad rekombinácia atómového kyslíka).

Nad chladnou vrstvou mezopauzy (v termosfére) začína teplota vzduchu s výškou rýchlo stúpať. V mnohých ohľadoch je táto oblasť Afriky podobná spodnej polovici stratosféry. Pravdepodobne je cirkulácia v spodnej časti termosféry určená procesmi v mezosfére, zatiaľ čo dynamika horných vrstiev termosféry je spôsobená absorpciou slnečného žiarenia tu. V týchto výškach je však ťažké študovať atmosférický pohyb pre ich značnú zložitosť. Veľký význam v termosfére majú slapové pohyby (hlavne slnečné poldenné a denné prílivy), pod vplyvom ktorých môže rýchlosť vetra vo výškach nad 80 km dosiahnuť 100-120 m/sec. Charakteristickým znakom atmosférického prílivu a odlivu je ich silná variabilita v závislosti od zemepisnej šírky, ročného obdobia, nadmorskej výšky a dennej doby. V termosfére tiež dochádza k výrazným zmenám rýchlosti vetra s výškou (hlavne blízko úrovne 100 km), čo sa pripisuje vplyvu gravitačných vĺn. Nachádza sa v nadmorskej výške 100-110 km t. turbopauza ostro oddeľuje oblasť nachádzajúcu sa vyššie od zóny intenzívneho turbulentného miešania.

Spolu s rozsiahlymi vzdušnými prúdmi sú v nižších vrstvách atmosféry pozorované početné lokálne cirkulácie vzduchu (vetry, bóra, horsko-údolné vetry atď.; pozri Lokálne vetry). Vo všetkých prúdoch vzduchu sa zvyčajne zaznamenávajú pulzácie vetra, ktoré zodpovedajú pohybu vzduchových vírov strednej a malej veľkosti. Takéto pulzácie sú spojené s atmosférickou turbulenciou, ktorá výrazne ovplyvňuje mnohé atmosférické procesy.

Klíma a počasie

Rozdiely v množstve slnečného žiarenia dosahujúceho rôzne zemepisné šírky zemského povrchu a zložitosť jeho štruktúry vrátane rozloženia oceánov, kontinentov a veľkých horských systémov určujú rozmanitosť podnebia Zeme (pozri Klíma).

Literatúra

• Meteorológia a hydrológia za 50 rokov sovietskej moci, vyd. Upravila E. K. Fedorova. Leningrad, 1967.
• Khrgian A. Kh., Atmospheric Physics, 2. vydanie, M., 1958;
• Zverev A. S., Synoptická meteorológia a základy predpovede počasia, L., 1968;
• Khromov S.P., Meteorológia a klimatológia pre geografické fakulty, L., 1964;
• Tverskoy P. N., Kurz meteorológie, L., 1962;
• Matveev LT, Základy všeobecnej meteorológie. Fyzika atmosféry, L., 1965;
• Budyko M. I., Tepelná bilancia zemského povrchu, L., 1956;
• Kondratiev K. Ya., Actinometria, L., 1965;
• Tails I. A., Vysoké vrstvy atmosféry, L., 1964;
• Moroz V.I., Fyzika planét, M., 1967;
• Tverskoy P. N., Atmosférická elektrina, L., 1949;
• Shishkin N. S., Mraky, zrážky a elektrina bleskov, M., 1964;
• Ozón v zemskej atmosfére, vyd. G. P. Gushchina, L., 1966;
• Imjanitov I. M., Čubarina E. V., Elektrina voľnej atmosféry, L., 1965.

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

Tento článok alebo sekcia používa text