大気の最上部は中間圏です。 地球の大気の主要な層を昇順で

中間圏

成層圏

対流圏の上には成層圏があります(ギリシャ語の「線条体」から-床、層)。 その質量は大気の質量の20%です。

成層圏の上部境界は、地球の表面から次の高さにあります。

熱帯の緯度(赤道)50〜55 km:

50kmまでの温帯緯度。

極緯度(極)では40〜50km。

成層圏では、気温が上昇するにつれて熱くなりますが、気温は高度とともに1 kmあたり平均1〜2度上昇します。 上昇し、+500Сまで上部境界に到達します。

高度に伴う気温の上昇は、主に太陽放射の紫外線部分を吸収するオゾンによるものです。 地球の表面から20〜25 kmの高度に、非常に薄い(わずか数センチメートル)オゾン層があります。

成層圏は水蒸気が非常に少なく、降水量はありませんが、高度30kmの場合もあります。 雲が形成されます。

成層圏での観測に基づいて、乱流擾乱とさまざまな方向に吹く強風が確立されました。 対流圏と同様に、強力な空気渦が発生します。これは、高速航空機にとって特に危険です。

と呼ばれる強風 ジェット気流 それらは、極に面する温帯緯度の境界に沿った狭いゾーンで吹きます。 ただし、これらのゾーンはシフト、非表示、および再表示される可能性があります。 ジェット電流は通常、対流圏界面を貫通して上部対流圏に現れますが、高度が下がると速度が急激に低下します。

成層圏に入るエネルギーの一部(主にオゾンの形成に費やされる)は、対流圏界面のかなり下で成層圏の空気の膨大な流れが記録され、対流圏の空気が下層に引き込まれる大気前線に関連している可能性があります。成層圏。

成層圏界面の上には中間圏があります(ギリシャ語の「mesos」から-中央)。

中間圏の上部境界は、地球の表面からの高さにあります。

熱帯の緯度(赤道)では80〜85 km;

80kmまでの温帯緯度。

極緯度(極)では70〜80km。

中間圏では、温度はその上限で-60℃に低下します。-1000℃。

極域では、夏の中間圏界面に雲系が現れることが多く、広い面積を占めますが、垂直方向にわずかに発達しています。 このような夜に輝く雲は、中間圏での大規模な起伏のある空気の動きの検出を可能にすることがよくあります。 これらの雲の組成、水分と凝縮核の源、ダイナミクス、気象要因との関係はまだ十分に研究されていません。

中間圏界面の上には熱圏があります(ギリシャの「魔法瓶」から-暖かい)。



熱圏の上部境界は、地球の表面からの高さにあります。

800 kmまでの熱帯緯度(赤道)。

700kmまでの温帯緯度。

650 kmまでの極緯度(極)。

熱圏では再び温度が上昇し、上層で2000℃に達します。

標高は400〜500kmであることに注意してください。 大気の極端な希薄化のため、気温以上は既知の方法では決定できません。 このような高度での気温は、ガス流の中を移動するガス粒子のエネルギーによって判断する必要があります。

熱圏の気温の上昇は、紫外線の吸収と、大気中に含まれるガスの原子や分子でのイオンや電子の形成に関連しています。

熱圏では、圧力、したがってガスの密度は高さとともに徐々に減少します。 1 m3の地表付近。 空気には約2.5x1025分子が含まれ、熱圏の下層の高度約100 kmで、1 m3の空気には約2.5x1025分子が含まれます。 高度200kmで、電離層で1 m3。 空気には5x1015分子が含まれています。 標高約850km。 1メートルで。 空気には10個の12個の分子が含まれています。 惑星間空間では、分子の濃度は1 m3あたり108-109です。 高度約100kmで。 分子の数は少ないですが、衝突することはめったにありません。 無秩序に移動する分子が別の同様の分子と衝突する前に移動する平均距離は、その平均自由行程と呼ばれます。

特定の温度では、分子の移動速度はその質量に依存します。軽い分子は重い分子よりも速く移動します。 平均自由行程が非常に短い低層大気では、分子量によるガスの顕著な分離はありませんが、100km以上で表されます。 さらに、太陽からの紫外線とX線の影響下で、酸素分子は原子に崩壊し、その質量は分子の半分の質量になります。 したがって、地球の表面からの距離が増すにつれて、大気中の酸素は、高度約200kmの大気の組成においてますます重要になります。 主成分になります。

より高く、約1200kmの距離にあります。 軽いガスのヘリウムと水素が地球の表面から優勢です。 大気の外殻はそれらで構成されています。

この重量による膨張は、遠心分離機を使用した混合物の分離と同様に、拡散膨張と呼ばれます。

飛行機で飛んだことのある人なら誰でも、「私たちの飛行は高度10,000 mで行われ、船外の温度は50°Cです」というメッセージに慣れています。 特別なことではないようです。 太陽によって加熱された地球の表面から遠くなるほど、それはより寒くなります。 多くの人は、高さとともに温度が下がり続け、徐々に温度が下がり、宇宙の温度に近づくと考えています。 ちなみに、科学者たちは19世紀の終わりまでそう思っていました。

地球全体の気温分布を詳しく見てみましょう。 大気はいくつかの層に分かれており、主に温度変化の性質を反映しています。

下層大気は 対流圏、これは「回転の球」を意味します。天候と気候のすべての変化は、この層で発生する物理的プロセスの結果です。この層の上限は、高さによる温度の低下が上昇に道を譲る場所にあります-約15赤道上-16km、極上7-8 km地球自体と同様に、地球の自転の影響下にある大気も極上でやや平坦になり、赤道上で膨張しますが、この効果は大きいです地球の固体殻よりも大気中でより顕著です。地球の表面から熱帯圏の上部境界に向かう方向で、気温は低下します。赤道より上では、最低気温は約-62°Cであり、極上約-45°C。温暖な緯度では、大気の質量の75%以上が熱帯圏にあります。熱帯では、約90%が熱帯圏にあります。大気の質量。

1899年に、その最小値は特定の高度での垂直温度プロファイルで見つかり、その後、温度はわずかに上昇しました。 この増加の始まりは、大気の次の層への移行を意味します-から 成層圏、これは「層球」を意味します。成層圏という用語は、対流圏の上にある層の独自性に関する以前の考えを意味し、反映しています。成層圏は、地球の表面から約50kmの高度まで伸びます。オゾン形成-大気中で起こる主要な化学反応の1つ。

オゾンの大部分は高度約25kmに集中していますが、一般的にオゾン層は成層圏のほぼ全体を覆う高さの高い伸縮性のある殻です。 酸素と紫外線の相互作用は、地球の生命の維持に貢献する地球の大気中の有益なプロセスの1つです。 オゾンによるこのエネルギーの吸収は、地球の表面への過剰な流れを防ぎます。地表では、まさにそのようなレベルのエネルギーが生成されます。これは、陸生生物の存在に適しています。 オゾン層は、大気を通過する放射エネルギーの一部を吸収します。 その結果、オゾン圏では100 mあたり約0.62°Сの鉛直気温勾配が確立されます。つまり、成層圏の上限(成層圏界面(50 km))まで高度とともに温度が上昇し、データ、0°С。

50〜80 kmの高度では、と呼ばれる大気の層があります 中間圏..。 「中間圏」という言葉は「中間圏」を意味し、ここでは気温は高さとともに低下し続けます。 中間圏の上、と呼ばれる層で 熱圏、温度は約1000°Cの高度で再び上昇し、その後非常に急速に-96°Cに低下します。 ただし、無限に下がることはなく、再び温度が上昇します。

熱圏 最初のレイヤーです 電離層..。 前述の層とは異なり、電離層は温度によって区別されません。 電離層は、多くの種類の無線通信を可能にする電気的性質の領域です。 電離層は、D、E、F1、F2の文字で示されるいくつかの層に分かれています。これらの層にも特別な名前が付いています。 層への分離はいくつかの理由によって引き起こされますが、その中で最も重要なのは、電波の送信に対する層の不均等な影響です。 最下層のDは主に電波を吸収するため、電波のさらなる伝播を防ぎます。 最もよく研\u200b\u200b究されている層Eは、地表から約100km上にあります。 同時に独立して発見したアメリカ人とイギリス人の科学者の名前にちなんで、ケネリー・ヘビサイド層とも呼ばれます。 層Eは、巨大な鏡のように、電波を反射します。 この層のおかげで、長い電波は、E層から反射されることなく、直線だけで伝搬した場合に予想されるよりも遠くまで伝わります。F層も同様の特性を持っています。アップルトン層とも呼ばれます。 ケネリー・ヘビサイド層とともに、地上のラジオ局に電波を反射します。このような反射はさまざまな角度で発生する可能性があります。 アップルトンの層は約240キロの高度に位置しています。

大気の最も外側の領域である電離層の第2層は、しばしば呼ばれます 外気圏..。 この用語は、地球の近くの宇宙の郊外の存在を示します。 高度とともに大気ガスの密度が徐々に減少し、大気自体がほぼ真空になり、個々の分子だけが見つかるため、大気がどこで終わり、どこから始まるかを正確に判断することは困難です。 すでに高度約320kmにある大気の密度は非常に低いため、分子は互いに衝突することなく1km以上移動できます。 大気の最も外側の部分は、その上限として機能し、高度480〜960kmに位置しています。

大気中のプロセスの詳細については、サイト「地球の気候」をご覧ください。

大気には明確な空気の層があります。 空気層は、温度、ガスの違い、密度と圧力が異なります。 成層圏と対流圏の層が地球を太陽放射から保護していることに注意する必要があります。 上層では、生物は致死量の紫外線太陽スペクトルを受け取ることができます。 目的の大気レイヤーにすばやく移動するには、適切なレイヤーをクリックします。

対流圏と対流圏界面

対流圏-温度、気圧、高度

上部境界は約8-10kmに保たれています。 温帯の緯度では16〜18 km、極地の緯度では10〜12kmです。 対流圏 -これは大気の下部の主層です。 この層には、大気の総質量の80%以上、すべての水蒸気の90%近くが含まれています。 対流圏と乱流が発生し、雲が形成され、サイクロンが発生するのは対流圏です。 温度 高さが増すと減少します。 勾配:0.65°/ 100m。加熱された土と水は、供給された空気を加熱します。 加熱された空気は上に上がり、冷えて雲を形成します。 層の上部境界の温度は-50 / 70°Cに達する可能性があります。

気候気象条件の変化が起こるのはこの層です。 対流圏の下縁は 接地揮発性の微生物やほこりがたくさんあるので。 この層の高さが増すと、風速は上がります。

対流圏界面

対流圏から成層圏への移行層です。 ここで、気温の依存性は、高度が止まるにつれて減少します。 対流圏界面は、垂直方向の温度勾配が0.2°C / 100 mに下がる最低高度です。対流圏界面の高さは、サイクロンなどの強い気候イベントの影響を受けます。 サイクロンの上では、対流圏界面の高さが減少し、高気圧の上では増加します。

成層圏と成層圏界面

成層圏の高さは約11〜50kmです。 高度11〜25kmで気温にわずかな変化があります。 標高25〜40 kmには、 反転 温度は、56.5から0.8°Cに上昇します。 40kmから55kmまで、温度は約0°Cに保たれます。 このエリアは-と呼ばれます 成層圏界面.

成層圏では、ガス分子に対する太陽放射の影響が観察され、それらは原子に解離します。 この層には水蒸気はほとんどありません。 現代の超音速民間航空機は、安定した飛行条件により、最大20kmの高度で飛行します。 高高度の気球は40kmの高さまで上昇します。 ここには安定した気流があり、その速度は時速300kmに達します。 この層にも集中しています オゾン、紫外線を吸収する層。

中間圏と中間圏界面-組成、反応、温度

中間圏層は約50kmで始まり、80〜90kmで終わります。 気温は、高度が約0.25〜0.3°C / 100 m上昇すると低下します。ここでの主なエネルギー効果は、放射熱伝達です。 フリーラジカル(1つまたは2つの不対電子を持っている)を含む複雑な光化学プロセス 彼らは実装します 輝き 雰囲気。

ほとんどすべての流星は中間圏で燃えています。 科学者たちはこのゾーンに名前を付けました- イグノロスフィア..。 この領域は、空気密度が地球の1000分の1であるため、空力航空が非常に貧弱であるため、探索が困難です。 そして、人工衛星の打ち上げについては、密度はまだ非常に高いです。 研究は気象ロケットを使って行われていますが、これはひねくれています。 中間圏界面 中間圏と熱圏の間の遷移層。 少なくとも-90°Cの温度があります。

ポケットライン

ポケットライン 地球の大気と宇宙の境界と呼ばれます。 国際航空連盟(FAI)によると、この国境の高さは100kmです。 この定義は、アメリカの科学者セオドアフォンカルマンに敬意を表して与えられました。 彼は、この高度付近では、大気の密度が非常に低いため、飛行装置の速度を上げる必要があるため、ここでは空力航空が不可能になると判断しました。 最初の宇宙速度..。 このような高さでは、音の壁の概念はその意味を失います。 ここでは、航空機は反力によってのみ制御できます。

熱圏とサーモポーズ

この層の上限は約800kmです。 気温は高度約300kmまで上昇し、約1500 Kに達します。それ以上の気温は、変化しません。 この層で起こります オーロラ -空気中の太陽放射への暴露の結果として発生します。 このプロセスは、大気中の酸素イオン化とも呼ばれます。

空気密度が低いため、カーマンラインより上の飛行は弾道軌道に沿ってのみ実行可能です。 すべての有人軌道飛行(月への飛行を除く)は、大気のこの層で行われます。

外気圏-密度、温度、高度

外気圏の高さは700kmを超えています。 ここでガスは非常に希薄であり、プロセスが行われます 散逸 -惑星間空間への粒子の漏れ。 このような粒子の速度は11.2km /秒に達する可能性があります。 太陽活動の増加は、この層の厚さの拡大につながります。

  • ガス状の殻は重力のために宇宙に飛ぶことはありません。 空気は、独自の質量を持つ粒子で構成されています。 重力の法則から、質量を持つすべての物体が地球に引き付けられていると推測できます。
  • Buys-Balllotの法則では、北半球にいて風に背を向けて立っている場合、右側に高気圧があり、左側に低気圧があります。 南半球では、その逆が当てはまります。

すべての識字者は、惑星があらゆる種類のガスの混合物でできた大気に囲まれているだけでなく、地球の表面からさまざまな距離にある大気のさまざまな層があることも知っておく必要があります。

空を観察すると、その複雑な構造や不均一な構成など、目から隠されているものはまったく見えません。 しかし、それはまさに、地球の周りの空気層の複雑で多成分の組成のために、ここに生命が発生し、植生が繁栄し、これまでにここにあったすべてのものに現れることを可能にした条件が存在します。

会話の内容についての知識は、学校の6年生までにすでに人々に与えられていますが、まだ勉強を終えていない人もいれば、ずっと前にそこにいて、すでにすべてを忘れている人もいます。 それにもかかわらず、すべての教育を受けた人は、彼の周りの世界が何で構成されているか、特に彼の通常の生活の可能性が直接依存しているその部分を知っている必要があります。

大気の各層の名前は何ですか、それはどの高さで、それはどのような役割を果たしていますか? これらすべての問題については、以下で説明します。

地球の大気の構造

空を見ると、特に完全に雲ひとつないときは、高さが異なる場所での気温が大きく異なるほど複雑で多層構造であり、高度が高いと仮定することさえ非常に困難です。すべての動植物にとって最も重要なプロセスは地上で行われます。

惑星のガスカバーのそのような複雑な構成がなければ、生命は存在せず、その起源の可能性すらありません。

周囲の世界のこの部分を研究する最初の試みは古代ギリシャ人によって行われたが、彼らは必要な技術的基盤を持っていなかったので、彼らの結論はあまり遠くまで行くことができなかった。 彼らは異なる層の境界を見ることができず、温度を測定することも、成分の組成を研究することもできませんでした。

基本的に、気象現象だけが、最も進歩的な心を、目に見える空は見た目ほど単純ではないと考えるように促しました。

地球の周りの現代のガスシェルの構造は、3つの段階で形成されたと考えられています。 最初に、宇宙から捕獲された水素とヘリウムの原始的な大気がありました。

その後、火山の噴火が空気を他の粒子の塊で満たし、二次大気が発生しました。 すべての基本的な化学反応と粒子緩和プロセスを経た後、現在の状況が発生しました。

地球の表面から順番に大気の層とその特性

惑星のガスエンベロープの構造は非常に複雑で多様です。 それをより詳細に検討し、徐々に最高レベルに到達していきましょう。

対流圏

境界層は別として、対流圏は大気の最下層です。 極地では地表から約8〜10 km、温帯気候で\u200b\u200bは10〜12 km、熱帯地域では16〜18kmの高さまで伸びています。

興味深い事実: この距離は季節によって異なります。冬は夏よりもわずかに短くなります。

対流圏の空気には、地球上のすべての生命に生命を与える主な力が含まれています。 利用可能なすべての大気の約80%、水蒸気の90%以上が含まれており、ここで雲、サイクロン、その他の大気現象が形成されます。

惑星の表面から上昇するにつれて温度が徐々に低下することに注目するのは興味深いことです。 科学者たちは、高度100 mごとに、気温が約0.6〜0.7度低下すると計算しています。

成層圏

次に重要な層は成層圏です。 成層圏の高さは約45-50キロメートルです。 それは11kmから始まり、ここではすでに負の温度が優勢で、-57°Сに達します。

この層が人間、すべての動植物にとって重要なのはなぜですか? オゾン層が位置するのは、標高20〜25 kmのここです。オゾン層は、太陽から放射される紫外線をトラップし、動植物への破壊的な影響を許容値まで減らします。

成層圏は、太陽、他の星、宇宙空間から地球に向かう多くの種類の放射線を吸収することに注目するのは非常に興味深いことです。 これらの粒子から受け取ったエネルギーは、ここにある分子や原子をイオン化するために使用され、さまざまな化合物が現れます。

これらすべてが、オーロラのような有名でカラフルな現象につながります。

中間圏

中間圏は約50から始まり、90キロメートルまで伸びます。 ここでは、勾配、つまり高度の変化に伴う温度低下は、下の層ほど大きくはありません。 このシェルの上限では、温度は約-80°Cです。 この領域の構成には、約80%の窒素と20%の酸素が含まれています。

中間圏はあらゆる飛行装置にとって一種の不感帯であることに注意することが重要です。 航空機は空気が非常に希薄であるためここでは飛行できませんが、衛星は利用可能な空気密度が非常に高いため、このような低高度では飛行しません。

中間圏のもう一つの興味深い特徴は 惑星に衝突する隕石が燃えるのはここです。 地球から離れたこのような層の研究は、特殊なロケットの助けを借りて行われていますが、プロセスの効率が低いため、この地域の研究には多くの要望が残されています。

熱圏

検討対象のレイヤーが移動した直後 熱圏。その高さ(km)は800kmにも及びます。 ある意味、これはほとんどオープンスペースです。 ここでは、宇宙線、放射、太陽放射の攻撃的な影響が観察されます。

これらすべてが、オーロラのような素晴らしく美しい現象を引き起こします。

熱圏の最下層は約200K以上の温度に加熱されます。 これは、原子と分子の間の基本的なプロセス、それらの再結合と放射が原因で発生します。

ここを流れる磁気嵐、この場合に発生する電流により、上層が加熱されます。 ベッドの温度は不均一であり、非常に大きく変動する可能性があります。

ほとんどの人工衛星、弾道体、有人ステーションなどは熱圏を飛行します。 また、さまざまな武器やミサイルの発射をテストします。

外気圏

外気圏、または分散球とも呼ばれる外気圏は、私たちの大気の最上層であり、その限界であり、惑星間空間がそれに続きます。 外気圏は、高度約800〜1000キロメートルから始まります。

高密度の層が残されており、ここでは空気が非常に希薄になっています。重力の作用が非常に弱いため、側面から来る粒子は単に宇宙に運ばれます。

このシェルは約3000〜3500kmの高度で終了します、そしてここにはほとんど粒子がありません。 このゾーンは、ニアスペースバキュームと呼ばれます。 ここで優勢なのは通常の状態の個々の粒子ではなく、プラズマであり、ほとんどの場合完全にイオン化されています。

地球の生活における大気の重要性

これは私たちの惑星の大気の構造のすべての主要なレベルがどのように見えるかです。 その詳細なスキームには他の地域が含まれる場合がありますが、それらはすでに二次的に重要です。

注意することが重要です 大気は地球上の生命にとって決定的な役割を果たしています。 その成層圏に多くのオゾンがあると、動植物は放射線や宇宙からの放射線の有害な影響から逃れることができます。

また、ここで天候が形成され、すべての大気現象が発生し、サイクロン、風が発生して死に、これまたはその圧力が確立されます。 これはすべて、人間、すべての生物、植物の状態に直接影響を及ぼします。

最も近い層である対流圏は、私たちに呼吸する能力を与え、すべての生物に酸素を供給し、それらが生きることを可能にします。 大気の構造や組成のわずかな違いでさえ、すべての生物に最も有害な影響を与える可能性があります。

そのため、自動車や生産からの有害な排出物に対してこのようなキャンペーンが開始され、環境保護論者はオゾン球の厚さについて警鐘を鳴らし、緑の党などは自然の最大限の保護を提唱しています。 これは、地球上の通常の生活を延長し、気候的に耐えられないものにしないための唯一の方法です。

雰囲気 (ギリシャの大気から-蒸気とスファリア-ボール)-地球の自転、それと一緒に回転します。 大気の発達は、私たちの惑星で起こっている地質学的および地球化学的プロセス、ならびに生物の活動と密接に関連していました。

空気は土壌の最小の細孔に浸透し、水にも溶けるため、大気の下部境界は地球の表面と一致します。

高度2000〜3000kmの上限は徐々に宇宙空間に入ります。

酸素を含む大気のおかげで、地球上での生活が可能になります。 大気中の酸素は、人間、動物、植物の呼吸の過程で使用されます。

大気がなければ、地球は月のように静かになります。 結局のところ、音は空気粒子の振動です。 空の青い色は、レンズのように大気を通過する太陽光線が構成色に分解されるという事実によって説明されます。 この場合、青と青の色の光線が最も散乱します。

大気は太陽の紫外線の大部分を閉じ込め、それは生物に有害な影響を及ぼします。 また、地球の表面で熱を保ち、私たちの惑星が冷えるのを防ぎます。

大気の構造

大気中では、密度と密度が異なるいくつかの層を区別することができます(図1)。

対流圏

対流圏 -大気の最下層。その厚さは、極から8〜10 km、温帯緯度では10〜12 km、赤道から16〜18kmです。

図: 1.地球の大気の構造

対流圏の空気は、地球の表面、つまり陸と水から加熱されます。 したがって、この層の気温は、高さとともに100 mごとに平均0.6°C低下します。対流圏の上部境界では、-55°Cに達します。 同時に、対流圏上部境界の赤道域では気温が-70℃、北極域では-65℃です。

対流圏では、大気の質量の約80%が集中し、ほとんどすべての水蒸気が存在し、雷雨、嵐、雲、降水が発生し、垂直(対流)および水平(風)の空気の動きも発生します。

天候は主に対流圏で形成されていると言えます。

成層圏

成層圏 -高度8〜50kmの対流圏の上にある大気の層。 この層の空の色は紫色に見えますが、これは空気の希薄化によるもので、太陽光線はほとんど散乱されません。

成層圏には大気の質量の20%が含まれています。 この層の空気は希薄であり、水蒸気はほとんどないため、雲や降水はほとんど形成されません。 しかし、成層圏では安定した気流が観測されており、その速度は時速300kmに達します。

この層は集中しています オゾン (オゾンスクリーン、オゾンスフィア)、紫外線を吸収し、紫外線が地球に到達するのを防ぎ、それによって地球上の生物を保護する層。 オゾンのおかげで、成層圏の上部境界の気温は-50から4-55°Cの範囲にあります。

中間圏と成層圏の間には、遷移層、つまり成層圏界面があります。

中間圏

中間圏 -高度50〜80kmにある大気の層。 ここの空気密度は、地球の表面の200分の1です。 中間圏の空の色は黒く見え、日中は星が見えます。 気温は-75(-90)°Сに下がります。

高度80kmで始まります 熱圏。 この層の気温は250mの高さまで急激に上昇し、その後一定になります。高度150 kmでは、220〜240°Cに達します。 500〜600 kmの高度では、1500°Cを超えます。

中間圏と熱圏では、宇宙線の作用下で、ガス分子が崩壊して原子の荷電(イオン化)粒子になるため、大気のこの部分は 電離層 -高度50〜1000 kmに位置する非常に希薄な空気の層で、主にイオン化された酸素原子、窒素酸化物分子、および自由電子で構成されています。 この層は高帯電が特徴で、鏡のように中長の電波が反射します。

電離層では、オーロラ(太陽から飛んでくる荷電粒子の影響下での希薄ガスの輝き)が発生し、磁場の急激な変動が観測されます。

外気圏

外気圏 -1000kmより上にある大気の外層。 この層は、ガス粒子がここを高速で移動し、宇宙空間に散乱する可能性があるため、散乱球とも呼ばれます。

大気組成

大気は、窒素(78.08%)、酸素(20.95%)、二酸化炭素(0.03%)、アルゴン(0.93%)、少量のヘリウム、ネオン、キセノン、クリプトン(0.01%)からなるガスの混合物です。 、オゾンおよびその他のガスですが、それらの含有量はごくわずかです(表1)。 地球の空気の現代的な構成は1億年以上前に確立されましたが、人間の急激に増加した生産活動は依然としてその変化につながりました。 現在、CO 2含有量は約10〜12%増加しています。

大気中のガスにはさまざまな機能的役割があります。 ただし、これらのガスの主な重要性は、主に放射エネルギーを非常に強く吸収するため、地球の表面と大気の温度レジームに大きな影響を与えるという事実によって決定されます。

表1.地表近くの乾燥大気の化学組成

体積濃度。 %

分子量、単位

酸素

二酸化炭素

亜酸化窒素

0から0.00001まで

二酸化硫黄

夏は0から0.000007まで。

冬は0から0.000002まで

0から0.000002まで

46,0055/17,03061

アゾグ二酸化物

一酸化炭素

窒素、 大気中で最も普及しているガスであり、化学的に活性ではありません。

酸素、窒素とは異なり、それは非常に活性な化学元素です。 酸素の特定の機能は、従属栄養生物の有機物、岩石、および火山によって大気中に放出される低酸化ガスの酸化です。 酸素がなければ、死んだ有機物の分解はありません。

大気中の二酸化炭素の役割は非常に大きいです。 それは、燃焼過程、生物の呼吸、腐敗の結果として大気中に侵入し、そしてまず第一に、光合成中に有機物を生成するための主要な建築材料です。 さらに、二酸化炭素の特性は、短波太陽放射を透過し、熱長波放射の一部を吸収するために非常に重要です。これにより、いわゆる温室効果が発生します。これについては、以下で説明します。

大気プロセス、特に成層圏の熱レジームへの影響は、 オゾン。 このガスは太陽からの紫外線を自然に吸収し、太陽放射を吸収すると空気が加熱されます。 大気中の全オゾン含有量の月平均値は、地域の緯度と時期によって0.23〜0.52 cmの範囲で異なります(これは、接地圧と温度でのオゾン層の厚さです) 。 赤道から極へのオゾン含有量の増加と、秋に最小、春に最大の年次変動が観察されます。

大気の特徴的な特性は、主なガス(窒素、酸素、アルゴン)の含有量が高さによってわずかに変化することです。大気中の高度65 kmでは、窒素の含有量は86%、酸素は19、アルゴンは0.91、高度95 kmで-窒素77、酸素-21.3、アルゴン-0.82%。 大気の組成は、混合することで上下左右に一定に保たれます。

ガスに加えて、空気には 水蒸気 そして 固体粒子。 後者は、自然起源と人工(人為的)起源の両方である可能性があります。 これらは花粉、小さな塩の結晶、道路のほこり、エアロゾル不純物です。 太陽光線が窓に入ると、肉眼で見ることができます。

都市や大規模な産業センターの空気には特に多くの固体粒子があり、燃料の燃焼中に形成される有害ガスとその不純物の排出がエアロゾルに追加されます。

大気中のエアロゾルの濃度が空気の透明度を決定し、それが地球の表面に到達する太陽\u200b\u200b放射に影響を与えます。 最大のエアロゾルは凝縮核です(緯度から。 結露 -圧縮、増粘)-水蒸気の水滴への変換に貢献します。

水蒸気の値は、主にそれが地表の長波熱放射を遅らせるという事実によって決定されます。 大小の水分サイクルの主なリンクを表します。 ウォーターベッドの凝縮中に気温を上昇させます。

大気中の水蒸気の量は、時間と空間とともに変化します。 したがって、地表の水蒸気濃度は、熱帯の3%から南極の2-10(15)%の範囲です。

温帯の大気の垂直柱の水蒸気の平均含有量は約1.6-1.7cmです(凝縮した水蒸気の層の厚さはそうなります)。 大気のさまざまな層の水蒸気に関する情報は矛盾しています。 たとえば、標高20〜30 kmの範囲では、比湿は高さとともに大きく増加すると想定されていました。 ただし、その後の測定では、成層圏の乾燥度が高いことが示されています。 明らかに、成層圏の比湿は高さにほとんど依存せず、2〜4 mg / kgになります。

対流圏の水蒸気含有量の変動性は、蒸発、凝縮、水平輸送のプロセスの相互作用によって決定されます。 水蒸気の凝縮の結果として、雲が形成され、降水は雨、雹、雪の形で降ります。

水の相転移の過程は主に対流圏で起こります。そのため、成層圏(高度20〜30 km)と中間圏(中間圏界面付近)の雲は、マザーオブパールと銀色と呼ばれ、比較的観測されます。まれに、対流圏の雲が地球表面全体の約50%を覆うことがよくあります。

空気中に含まれる可能性のある水蒸気の量は、気温によって異なります。

-20°Cの温度の1m 3の空気には、1g以下の水を含めることができます。 0°Сで-5g以下; + 10°Сで-9g以下; + 30°Сで-30g以下の水。

出力: 気温が高いほど、より多くの水蒸気を含むことができます。

空気はすることができます 飽和 そして 飽和していない 水蒸気。 したがって、+ 30°Cの温度で1m3の空気に15gの水蒸気が含まれている場合、空気は水蒸気で飽和していません。 30gが飽和している場合。

絶対湿度 1 m3の空気に含まれる水蒸気の量です。 グラムで表されます。 たとえば、「絶対湿度は15」と言う場合、1mlのLには15gの水蒸気が含まれていることを意味します。

相対湿度 は、特定の温度で1 ml Lに含まれる可能性のある水蒸気の量に対する、1 m3の空気中の実際の水蒸気含有量の比率(パーセント)です。 たとえば、天気予報の放送中にラジオが相対湿度が70%であると報告した場合、これは、空気がその温度で保持できる水蒸気の70%を含んでいることを意味します。

空気の相対湿度が高いほど、つまり 空気が飽和状態に近いほど、降水量が多くなります。

赤道域では、年間を通じて気温が高く、海面からの蒸発量が多いため、常に高い(最大90%)相対湿度が観測されます。 同じ高い相対湿度が極域にありますが、これは、低温では少量の水蒸気でも空気が飽和または飽和に近づくためです。 温帯の緯度では、相対湿度は季節によって変化します。冬は高く、夏は低くなります。

砂漠の特に低い相対湿度:1 m 1の空気には、特定の温度で可能な水蒸気の量の2〜3分の1が含まれています。

相対湿度を測定するには、湿度計を使用します(ギリシャの湿度計から-ウェットとメトレコ-私が測定します)。

冷却すると、飽和空気は同じ量の水蒸気を保持できなくなり、濃くなり(凝縮し)、霧の液滴になります。 夏の晴れた涼しい夜に霧が見られます。

-これは同じ霧ですが、地表近くではなく、特定の高さで形成されているだけです。 上昇すると、空気が冷却され、その中の水蒸気が凝縮します。 結果として生じる小さな水滴が雲を構成します。

雲の形成には、 固体粒子対流圏に浮遊。

雲は、その形成条件に応じてさまざまな形をとることができます(表14)。

最も低くて重い雲は層雲です。 それらは地表から2kmの高度にあります。 標高2〜8 kmでは、より絵のように美しい積雲が観測されます。 最も高くて最も軽いのは巻雲です。 それらは地表から8から18kmの高度にあります。

家族

雲の誕生

外観

A.上層の雲-6km以上

I.巻雲

糸状、繊維状、白

II。 巻積雲

細かいフレークとカールの層と尾根、白

III。 巻層雲

透明な白っぽいベール

B.真ん中の雲-2km以上

IV。 高積雲

白とグレーの縫い目と尾根

V.高層

ミルキーグレーの滑らかなシュラウド

B.低層雲-2kmまで

Vi。 ストラタスの雨

固体の形のない灰色の層

Vii。 層積雲

不透明な灰色の層と尾根

VIII。 レイヤード

灰色の不透明なシュラウド

D.垂直開発の雲-下層から上層へ

IX。 積雲

クラブとドームは明るい白で、風に裂けたエッジがあります

X.積乱雲

強力な積雲の塊、暗い鉛

大気の保護

主な供給源は、産業プラントと自動車です。 大都市では、主要な輸送ルートでのガス汚染の問題は非常に深刻です。 そのため、我が国を含む世界の多くの大都市では、車両の排気ガスの毒性の環境制御が導入されています。 専門家によると、煙と空気のほこりは、地球の表面への太陽エネルギーの供給を半分にする可能性があり、それは自然条件の変化につながります。

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