Üst atmosfer yüksekliği. Atmosferin dikey yapısı
80-90 km yükseklikte başlar ve 800 km'ye kadar uzanır. Termosferdeki hava sıcaklığı farklı seviyelerde dalgalanır, hızlı ve süreksiz bir şekilde artar ve güneş aktivitesinin derecesine bağlı olarak 200 ila 2000 K arasında değişebilir. Bunun nedeni, atmosferik oksijenin iyonlaşması nedeniyle 150-300 km rakımlarda Güneş'ten gelen ultraviyole radyasyonun emilmesidir. Termosferin alt kısmında, sıcaklıktaki artış büyük ölçüde oksijen atomları moleküller halinde birleştiğinde (yeniden birleştiğinde) açığa çıkan enerjiden kaynaklanmaktadır (bu durumda, daha önce O2 moleküllerinin ayrışması sırasında emilen güneş UV radyasyonunun enerjisi, parçacıkların termal hareket enerjisine dönüştürülür). Yüksek enlemlerde, termosferdeki önemli bir ısı kaynağı, manyetosferik kökenli elektrik akımları tarafından salınan Joule ısısıdır. Bu kaynak, özellikle manyetik fırtınalar sırasında kutup altı enlemlerde üst atmosferin önemli fakat eşit olmayan ısınmasına neden olur.
Termosferdeki uçuşlar
Havanın aşırı inceliği nedeniyle Karman hattının üzerindeki uçuşlar yalnızca balistik bir yörünge boyunca mümkündür. Tüm insanlı yörünge uçuşları (Amerikan astronotlarının Ay'a uçuşları hariç) termosferde, esas olarak 200 ila 500 km arasındaki rakımlarda gerçekleşir - 200 km'nin altında havanın frenleme etkisi güçlü bir şekilde etkilenir ve 500 km'nin üzerinde radyasyon kuşakları insanlar üzerinde zararlı etkileri olan şeylerdir.
İnsansız uydular da çoğunlukla termosferde uçar; bir uyduyu daha yüksek bir yörüngeye fırlatmak daha fazla enerji gerektirir ve birçok amaç için (örneğin, Dünya'nın uzaktan algılanması için) alçak irtifa tercih edilir.
Wikimedia Vakfı. 2010.
Eş anlamlı:Diğer sözlüklerde “Termosfer”in ne olduğunu görün:
Termosfer… Yazım sözlüğü-referans kitabı
termosfer- Pozitif sıcaklık gradyanına sahip, 100.500 km yükseklikteki üst atmosfer bölgesi. [GOST 25645.113 84] termosfer Mezosferin üzerinde yer alan, sıcaklığın yükseklikle artması, kademeli olarak yavaşlaması ve... ... Teknik Çevirmen Kılavuzu
80-90 km rakımlardan mezosferin üzerindeki atmosfer tabakası, sıcaklığın 200-300 km rakımlara yükseldiği, 1500 K mertebesindeki değerlere ulaştığı, bundan sonra neredeyse sabit kaldığı yüksek rakımlar... Büyük Ansiklopedik Sözlük
TERMOSFER, Dünya yüzeyinden 100 km ila 400 km yükseklikte, MESOSFERE ile EXOSPHERE arasında hafif gazlardan oluşan bir kabuk. Termosferde yükseklik arttıkça sıcaklık da aynı oranda artar. Bilimsel ve teknik ansiklopedik sözlük Coğrafi ansiklopedi
Mezosferin üzerindeki atmosferin 80-90 km rakımlardan itibaren tabakası, sıcaklığın 200-300 km rakımlara yükseldiği, burada 1500 K mertebesindeki değerlere ulaştığı, ardından yüksek ila neredeyse sabit kaldığı katman rakımlar. * * * TERMOSFER TERMOSFER, atmosferin üstündeki katman... ... ansiklopedik sözlük
- (bkz. termo... + küre) atmosferin 80 km'nin üzerindeki üst katmanları, burada sıcaklık rakımla çok yüksek değerlere (200-300 km veya daha yüksek rakımlarda 1500 ° C) yükselir. Yeni yabancı kelimeler sözlüğü. EdwART, 2009. Termosfer (te), s, g. (... Rus dilinin yabancı kelimeler sözlüğü
Uçakla uçan herkes bu tür mesajlara alışıktır: “Uçuşumuz 10.000 m yükseklikte gerçekleşiyor, dışarıdaki sıcaklık 50°C.” Özel bir şey yok gibi görünüyor. Güneş tarafından ısıtılan Dünya yüzeyinden ne kadar uzak olursa, o kadar soğuk olur. Birçok kişi sıcaklığın yükseklikle birlikte sürekli olarak azaldığını ve sıcaklığın yavaş yavaş düşerek uzay sıcaklığına yaklaştığını düşünüyor. Bu arada bilim adamları 19. yüzyılın sonuna kadar öyle düşünüyorlardı.
Hava sıcaklığının Dünya üzerindeki dağılımına daha yakından bakalım. Atmosfer, öncelikle sıcaklık değişikliklerinin doğasını yansıtan birkaç katmana bölünmüştür.
Atmosferin alt katmanına denir troposfer Hava ve iklimdeki tüm değişiklikler, tam olarak bu katmanda meydana gelen fiziksel süreçlerin sonucudur.Bu katmanın üst sınırı, sıcaklıktaki yükseklikle azalmanın yerini, yaklaşık olarak sıcaklık artışının aldığı yerde bulunur. ekvatordan 15-16 km, kutuplardan 7-8 km yüksekte, Dünya gibi, gezegenimizin dönüşünün etkisi altındaki atmosfer de kutupların üzerinde bir miktar düzleşir ve ekvatorun üzerinde şişer. Ancak bu etki atmosferde Dünya'nın katı kabuğuna göre çok daha güçlü bir şekilde ifade edilir.Dünya yüzeyinden Troposferin üst sınırına doğru yönde hava sıcaklığı azalır.Ekvatorun üzerinde minimum hava sıcaklığı yaklaşık -62 ° C ve kutupların üstünde - yaklaşık -45 ° C Orta enlemlerde, atmosfer kütlesinin% 75'inden fazlası troposferdedir. Tropik bölgelerde, yaklaşık% 90'ı troposfer kütlesinin içindedir. atmosfer.
1899 yılında belirli bir yükseklikte dikey sıcaklık profilinde bir minimum bulunmuş, daha sonra sıcaklık bir miktar yükselmiştir. Bu artışın başlaması atmosferin bir sonraki katmanına geçiş anlamına geliyor. stratosfer Stratosfer terimi, troposferin üzerinde yer alan katmanın benzersizliği konusundaki önceki fikri ifade eder ve yansıtır. Stratosfer, dünya yüzeyinden yaklaşık 50 km yüksekliğe kadar uzanır. Özellikle hava sıcaklığında keskin bir artış. Sıcaklıktaki bu artış, atmosferde meydana gelen ana kimyasal reaksiyonlardan biri olan ozon oluşumu reaksiyonuyla açıklanmaktadır.
Ozonun büyük bir kısmı yaklaşık 25 km yükseklikte yoğunlaşmıştır, ancak genel olarak ozon tabakası neredeyse tüm stratosferi kaplayan oldukça geniş bir kabuktur. Oksijenin ultraviyole ışınlarla etkileşimi, dünya atmosferindeki, Dünya üzerindeki yaşamın korunmasına katkıda bulunan faydalı süreçlerden biridir. Bu enerjinin ozon tarafından emilmesi, tam olarak karasal yaşam formlarının varlığına uygun düzeyde enerjinin yaratıldığı yer yüzeyine aşırı akışını engeller. Ozonosfer atmosferden geçen radyant enerjinin bir kısmını emer. Sonuç olarak, ozonosferde 100 m'de yaklaşık 0,62°C'lik dikey bir hava sıcaklığı gradyanı oluşur; yani sıcaklık, stratosferin üst sınırına (stratopoza (50 km) kadar) rakımla birlikte artar. bazı veriler, 0°C.
50 ila 80 km arasındaki yüksekliklerde atmosferin bir katmanı vardır. mezosfer. "Mezosfer" kelimesi, hava sıcaklığının yükseklikle birlikte azalmaya devam ettiği "ara küre" anlamına gelir. Mezosferin üstünde, adı verilen bir katmanda termosfer yaklaşık 1000°C'ye kadar yükseldikçe sıcaklık yeniden yükselir ve ardından çok hızlı bir şekilde -96°C'ye düşer. Ancak süresiz olarak düşmez, daha sonra sıcaklık tekrar artar.
Termosfer ilk katmandır iyonosfer. Daha önce bahsedilen katmanların aksine iyonosfer sıcaklıkla ayırt edilmez. İyonosfer, birçok radyo iletişimini mümkün kılan elektriksel nitelikte bir alandır. İyonosfer D, E, F1 ve F2 harfleriyle gösterilen birkaç katmana bölünmüştür ve bu katmanların özel isimleri de vardır. Katmanlara ayrılmanın çeşitli nedenleri vardır; bunlardan en önemlisi, katmanların radyo dalgalarının geçişi üzerindeki eşitsiz etkisidir. En alttaki katman olan D, esas olarak radyo dalgalarını emer ve böylece bunların daha fazla yayılmasını önler. En iyi incelenen E katmanı, dünya yüzeyinden yaklaşık 100 km yükseklikte yer almaktadır. Aynı zamanda onu bağımsız olarak keşfeden Amerikalı ve İngiliz bilim adamlarının adlarından dolayı Kennelly-Heaviside katmanı olarak da adlandırılmaktadır. E katmanı dev bir ayna gibi radyo dalgalarını yansıtır. Bu katman sayesinde uzun radyo dalgaları, E katmanından yansımadan, yalnızca düz bir çizgide yayıldığında beklenenden daha uzak mesafelere giderler.F katmanı da benzer özelliklere sahiptir ve Appleton katmanı olarak da adlandırılır. Kennelly-Heaviside katmanıyla birlikte radyo dalgalarını karasal radyo istasyonlarına yansıtır.Bu yansıma çeşitli açılardan gerçekleşebilir. Appleton katmanı yaklaşık 240 km yükseklikte bulunur.
Atmosferin en dış bölgesi olan iyonosferin ikinci katmanına genellikle denir. ekzosfer. Bu terim, Dünya'ya yakın uzayın eteklerinin varlığını ifade eder. Atmosferin nerede bittiğini ve uzayın nerede başladığını tam olarak belirlemek zordur, çünkü rakımla birlikte atmosferik gazların yoğunluğu giderek azalır ve atmosferin kendisi yavaş yavaş içinde yalnızca tek tek moleküllerin bulunduğu neredeyse bir boşluğa dönüşür. Zaten yaklaşık 320 km yükseklikte atmosferin yoğunluğu o kadar düşüktür ki moleküller birbirleriyle çarpışmadan 1 km'den fazla yol kat edebilirler. Atmosferin en dış kısmı, 480 ila 960 km arasındaki rakımlarda bulunan üst sınır görevi görüyor.
Atmosferdeki süreçler hakkında daha fazla bilgiyi “Dünya İklimi” web sitesinde bulabilirsiniz.
Atmosfer(Yunan atmosferinden - buhar ve spharia - top) - Dünya'nın onunla birlikte dönen hava kabuğu. Atmosferin gelişimi, gezegenimizde meydana gelen jeolojik ve jeokimyasal süreçlerin yanı sıra canlı organizmaların faaliyetleriyle de yakından ilişkiliydi.
Hava topraktaki en küçük gözeneklere nüfuz ettiğinden ve suda bile çözündüğünden atmosferin alt sınırı Dünya yüzeyiyle çakışır.
2000-3000 km yükseklikteki üst sınır yavaş yavaş uzaya geçmektedir.
Oksijen içeren atmosfer sayesinde Dünya'da yaşam mümkündür. Atmosferdeki oksijen insanların, hayvanların ve bitkilerin solunum sürecinde kullanılır.
Eğer atmosfer olmasaydı Dünya Ay kadar sessiz olurdu. Sonuçta ses, hava parçacıklarının titreşimidir. Gökyüzünün mavi rengi, atmosferden geçen güneş ışınlarının sanki bir mercekten geçiyormuş gibi bileşen renklerine ayrışmasıyla açıklanmaktadır. Bu durumda en çok mavi ve mavi renklerin ışınları saçılır.
Atmosfer, güneşin canlı organizmalar üzerinde zararlı etkisi olan ultraviyole radyasyonunun çoğunu hapseder. Aynı zamanda ısıyı Dünya yüzeyine yakın tutarak gezegenimizin soğumasını önler.
Atmosferin yapısı
Atmosferde yoğunluk bakımından farklılık gösteren birkaç katman ayırt edilebilir (Şekil 1).
Troposfer
Troposfer- kutupların üzerinde kalınlığı 8-10 km, ılıman enlemlerde - 10-12 km ve ekvatorun üstünde - 16-18 km olan atmosferin en alt katmanı.
Pirinç. 1. Dünya atmosferinin yapısı
Troposferdeki hava, dünya yüzeyi yani kara ve su tarafından ısıtılır. Dolayısıyla bu katmandaki hava sıcaklığı yükseklikle birlikte her 100 m'de ortalama 0,6 °C azalır ve troposferin üst sınırında -55 °C'ye ulaşır. Aynı zamanda troposferin üst sınırındaki ekvator bölgesinde hava sıcaklığı -70 °C, Kuzey Kutbu bölgesinde ise -65 °C'dir.
Atmosfer kütlesinin yaklaşık% 80'i troposferde yoğunlaşır, neredeyse tüm su buharı bulunur, fırtınalar, fırtınalar, bulutlar ve yağışlar meydana gelir ve havanın dikey (konveksiyon) ve yatay (rüzgar) hareketi meydana gelir.
Havanın esas olarak troposferde oluştuğunu söyleyebiliriz.
Stratosfer
Stratosfer- Troposferin üzerinde 8 ila 50 km yükseklikte bulunan atmosfer katmanı. Bu katmanda gökyüzünün rengi mor görünür, bu da havanın inceliğiyle açıklanır, bu nedenle güneş ışınları neredeyse hiç dağılmaz.
Stratosfer atmosfer kütlesinin %20'sini içerir. Bu katmandaki hava nadirdir, neredeyse hiç su buharı yoktur ve bu nedenle neredeyse hiç bulut ve yağış oluşmaz. Ancak stratosferde hızı 300 km/saat'e ulaşan sabit hava akımları gözlemleniyor.
Bu katman konsantre ozon(ozon perdesi, ozonosfer), ultraviyole ışınları emerek Dünya'ya ulaşmasını engelleyen ve böylece gezegenimizdeki canlı organizmaları koruyan bir katmandır. Ozon sayesinde stratosferin üst sınırındaki hava sıcaklığı -50 ila 4-55 °C arasında değişmektedir.
Mezosfer ve stratosfer arasında bir geçiş bölgesi vardır - stratopoz.
Mezosfer
Mezosfer- 50-80 km yükseklikte bulunan atmosfer katmanı. Buradaki hava yoğunluğu Dünya yüzeyine göre 200 kat daha azdır. Mezosferde gökyüzünün rengi siyah görünür ve gün boyunca yıldızlar görünür. Hava sıcaklığı -75 (-90)°C'ye düşer.
80 km yükseklikte başlıyor termosfer. Bu katmandaki hava sıcaklığı keskin bir şekilde 250 m yüksekliğe yükselir ve ardından sabit hale gelir: 150 km yükseklikte 220-240 ° C'ye ulaşır; 500-600 km yükseklikte 1500 °C'yi aşıyor.
Mezosferde ve termosferde, kozmik ışınların etkisi altında, gaz molekülleri yüklü (iyonize) atom parçacıklarına parçalanır, bu nedenle atmosferin bu kısmına denir. iyonosfer- 50 ila 1000 km yükseklikte bulunan, esas olarak iyonize oksijen atomları, nitrojen oksit molekülleri ve serbest elektronlardan oluşan çok seyrekleştirilmiş bir hava tabakası. Bu katman, yüksek elektrifikasyon ile karakterize edilir ve uzun ve orta radyo dalgaları, tıpkı bir ayna gibi ondan yansıtılır.
İyonosferde auroralar ortaya çıkar - Güneş'ten uçan elektrik yüklü parçacıkların etkisi altında seyreltilmiş gazların parlaması - ve manyetik alanda keskin dalgalanmalar gözlenir.
Ekzosfer
Ekzosfer- atmosferin 1000 km'nin üzerinde bulunan dış katmanı. Gaz parçacıkları burada yüksek hızla hareket ettiğinden ve uzaya saçılabildiğinden bu katmana saçılma küresi de denir.
Atmosfer bileşimi
Atmosfer, azot (%78,08), oksijen (%20,95), karbondioksit (%0,03), argon (%0,93), az miktarda helyum, neon, ksenon, kripton (%0,01), ozon ve diğer gazlar, ancak içerikleri ihmal edilebilir düzeydedir (Tablo 1). Dünya havasının modern bileşimi yüz milyon yıldan daha uzun bir süre önce oluşturuldu, ancak keskin bir şekilde artan insan üretim faaliyeti yine de bunun değişmesine yol açtı. Şu anda CO 2 içeriğinde yaklaşık %10-12 civarında bir artış var.
Atmosferi oluşturan gazlar çeşitli fonksiyonel roller üstlenirler. Bununla birlikte, bu gazların asıl önemi, öncelikle radyant enerjiyi çok güçlü bir şekilde absorbe etmeleri ve dolayısıyla Dünya yüzeyinin ve atmosferinin sıcaklık rejimi üzerinde önemli bir etkiye sahip olmaları gerçeğiyle belirlenir.
Tablo 1. Dünya yüzeyine yakın kuru atmosferik havanın kimyasal bileşimi
|
Hacim konsantrasyonu. % |
Molekül ağırlığı, birimler |
|
|
Oksijen |
||
|
Karbon dioksit |
||
|
nitröz oksit |
||
|
0'dan 0,00001'e |
||
|
Kükürt dioksit |
yazın 0'dan 0,000007'ye; kışın 0'dan 0,000002'ye |
|
|
0'dan 0,000002'ye |
46,0055/17,03061 |
|
|
Azog dioksit |
||
|
Karbonmonoksit |
Azot, Atmosferdeki en yaygın gazdır ve kimyasal olarak aktif değildir.
Oksijen Azotun aksine kimyasal olarak çok aktif bir elementtir. Oksijenin spesifik işlevi, heterotrofik organizmaların, kayaların ve volkanlar tarafından atmosfere yayılan az oksitlenmiş gazların organik maddesinin oksidasyonudur. Oksijen olmasaydı ölü organik maddelerin ayrışması olmazdı.
Karbondioksitin atmosferdeki rolü son derece büyüktür. Yanma süreçleri, canlı organizmaların solunumu ve çürüme sonucu atmosfere girer ve her şeyden önce fotosentez sırasında organik madde oluşumunun ana yapı malzemesidir. Ek olarak, karbondioksitin kısa dalga güneş ışınımını iletme ve termal uzun dalga ışınımının bir kısmını absorbe etme yeteneği de büyük önem taşımaktadır ve bu, aşağıda tartışılacak olan sera etkisini yaratacaktır.
Atmosfer süreçleri, özellikle stratosferin termal rejimi de şunlardan etkilenir: ozon. Bu gaz, güneşten gelen ultraviyole radyasyonun doğal bir emicisi olarak görev yapar ve güneş radyasyonunun emilmesi havanın ısınmasına yol açar. Atmosferdeki toplam ozon içeriğinin aylık ortalama değerleri enlem ve yılın zamanına bağlı olarak 0,23-0,52 cm aralığında değişmektedir (bu, ozon tabakasının yer basıncı ve sıcaklıktaki kalınlığıdır). Ekvatordan kutuplara doğru ozon içeriğinde bir artış ve en az sonbaharda, en fazla ise ilkbaharda olmak üzere yıllık bir döngü vardır.
Atmosferin karakteristik bir özelliği, ana gazların (azot, oksijen, argon) içeriğinin rakımla birlikte biraz değişmesidir: 65 km yükseklikte atmosferdeki nitrojen içeriği% 86, oksijen - 19, argon - 0,91'dir. 95 km yükseklikte - nitrojen 77, oksijen - 21,3, argon -% 0,82. Atmosfer havasının bileşiminin dikey ve yatay olarak sabitliği, karıştırılmasıyla korunur.
Havada gazların yanı sıra su buharı Ve katı parçacıklar.İkincisi hem doğal hem de yapay (antropojenik) kökene sahip olabilir. Bunlar polen, küçük tuz kristalleri, yol tozu ve aerosol yabancı maddeleridir. Güneş ışınları pencereden içeri girdiğinde çıplak gözle görülebilir.
Özellikle şehirlerin ve büyük sanayi merkezlerinin havasında, yakıtın yanması sırasında oluşan zararlı gaz emisyonlarının ve bunların safsızlıklarının aerosollere eklendiği çok sayıda partikül partikül bulunmaktadır.
Atmosferdeki aerosol konsantrasyonu, havanın şeffaflığını belirler ve bu, Dünya yüzeyine ulaşan güneş ışınımını etkiler. En büyük aerosoller yoğunlaşma çekirdekleridir (enlem. yoğunlaşma- sıkıştırma, kalınlaşma) - su buharının su damlacıklarına dönüşmesine katkıda bulunur.
Su buharının önemi öncelikle dünya yüzeyinden gelen uzun dalga termal radyasyonu geciktirmesiyle belirlenir; büyük ve küçük nem döngülerinin ana bağlantısını temsil eder; su yataklarının yoğunlaşması sırasında hava sıcaklığını artırır.
Atmosferdeki su buharı miktarı zamana ve mekana göre değişir. Bu nedenle, dünya yüzeyindeki su buharı konsantrasyonu tropik bölgelerde %3 ile Antarktika'da %2-10 (15) arasında değişmektedir.
Ilıman enlemlerde atmosferin dikey sütunundaki ortalama su buharı içeriği yaklaşık 1,6-1,7 cm'dir (bu, yoğunlaşmış su buharı tabakasının kalınlığıdır). Atmosferin farklı katmanlarındaki su buharına ilişkin bilgiler çelişkilidir. Örneğin, 20 ila 30 km arasındaki rakım aralığında özgül nemin rakımla birlikte güçlü bir şekilde arttığı varsayılmıştır. Ancak sonraki ölçümler stratosferin daha fazla kuru olduğunu gösteriyor. Görünen o ki, stratosferdeki özgül nem yüksekliğe çok az bağlıdır ve 2-4 mg/kg'dır.
Troposferdeki su buharı içeriğinin değişkenliği, buharlaşma, yoğunlaşma ve yatay taşınma işlemlerinin etkileşimi ile belirlenir. Su buharının yoğunlaşması sonucu bulutlar oluşur ve yağışlar yağmur, dolu ve kar şeklinde düşer.
Suyun faz geçiş süreçleri ağırlıklı olarak troposferde meydana gelir, bu nedenle sedefli ve gümüşi olarak adlandırılan stratosferdeki (20-30 km yükseklikte) ve mezosferdeki (mezopozun yakınında) bulutlar nispeten nadir görülürken, troposferik bulutlar genellikle tüm dünya yüzeyinin yaklaşık %50'sini kaplar.
Havada bulunabilecek su buharı miktarı hava sıcaklığına bağlıdır.
-20 ° C sıcaklıkta 1 m3 hava 1 g'dan fazla su içeremez; 0 °C'de - en fazla 5 g; +10 °C'de - en fazla 9 g; +30 °C'de - en fazla 30 g su.
Çözüm: Hava sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, o kadar fazla su buharı içerebilir.
Hava olabilir zengin Ve doymamış su buharı. Yani, +30 °C sıcaklıkta 1 m3 hava 15 g su buharı içeriyorsa, hava su buharına doymamış demektir; 30 g ise - doymuş.
Mutlak nem 1 m3 havada bulunan su buharı miktarıdır. Gram cinsinden ifade edilir. Mesela “mutlak nem 15” derlerse bu 1 mL’de 15 gr su buharı var demektir.
Bağıl nem- bu, 1 m3 havadaki gerçek su buharı içeriğinin, belirli bir sıcaklıkta 1 m L'de bulunabilen su buharı miktarına oranıdır (yüzde olarak). Örneğin, radyo bağıl nemin %70 olduğunu bildiren bir hava durumu raporu yayınlıyorsa bu, havanın o sıcaklıkta tutabileceği su buharının %70'ini içerdiği anlamına gelir.
Bağıl nem ne kadar yüksek olursa, yani Hava doygunluğa ne kadar yakınsa yağış olasılığı da o kadar yüksektir.
Ekvator bölgesinde her zaman yüksek (% 90'a kadar) bağıl hava nemi gözlenir, çünkü orada hava sıcaklığı yıl boyunca yüksek kalır ve okyanusların yüzeyinden büyük buharlaşma meydana gelir. Polar bölgelerde bağıl nem de yüksektir, ancak düşük sıcaklıklarda az miktarda su buharı bile havayı doymuş veya doygunluğa yakın hale getirir. Ilıman enlemlerde bağıl nem mevsimlere göre değişir; kışın daha yüksek, yazın daha düşüktür.
Çöllerdeki bağıl hava nemi özellikle düşüktür: 1 m 1 hava, belirli bir sıcaklıkta mümkün olandan iki ila üç kat daha az su buharı içerir.
Bağıl nemi ölçmek için bir higrometre kullanılır (Yunanca higros - ıslak ve metreco - ölçerim).
Doymuş hava soğuduğunda aynı miktarda su buharını tutamaz; kalınlaşır (yoğunlaşır), sis damlacıklarına dönüşür. Sis yaz aylarında açık ve serin bir gecede görülebilir.
Bulutlar- bu aynı sistir, ancak dünya yüzeyinde değil, belli bir yükseklikte oluşur. Hava yükseldikçe soğur ve içindeki su buharı yoğunlaşır. Ortaya çıkan küçük su damlacıkları bulutları oluşturur.
Bulut oluşumu aynı zamanda şunları içerir: parçacık madde Troposferde asılı kaldı.
Bulutlar, oluşum koşullarına bağlı olarak farklı şekillere sahip olabilir (Tablo 14).
En alçak ve en ağır bulutlar stratus'tur. Dünya yüzeyinden 2 km yükseklikte bulunurlar. 2 ila 8 km yükseklikte daha pitoresk kümülüs bulutları gözlemlenebilir. En yüksek ve en hafif bulutlar sirüs bulutlarıdır. Dünya yüzeyinden 8 ila 18 km yükseklikte bulunurlar.
|
Aileler |
Bulut çeşitleri |
Dış görünüş |
|
A. Üst bulutlar - 6 km'nin üzerinde |
I. Cirrus |
İplik benzeri, lifli, beyaz |
|
II. Dairesel kümülüs |
Küçük pullardan ve buklelerden oluşan katmanlar ve çıkıntılar, beyaz |
|
|
III. Sirostratüs |
Şeffaf beyazımsı peçe |
|
|
B. Orta seviye bulutlar - 2 km'nin üzerinde |
IV. Altokümülüs |
Beyaz ve gri renkteki katmanlar ve sırtlar |
|
V. Alt tabakalı |
Sütlü gri renkte pürüzsüz örtü |
|
|
B. Alçak bulutlar - 2 km'ye kadar |
VI. Nimbostratus |
Katı şekilsiz gri katman |
|
VII. Stratokümülüs |
Şeffaf olmayan katmanlar ve gri renkli sırtlar |
|
|
VIII. Katmanlı |
Şeffaf olmayan gri örtü |
|
|
D. Dikey gelişim bulutları - alttan üste doğru |
IX. Kümülüs |
Kulüpler ve kubbeler parlak beyazdır, kenarları rüzgarda yırtılmıştır |
|
X. Kümülonimbus |
Koyu kurşun renginde kümülüs şeklindeki güçlü kütleler |
Atmosfer koruması
Ana kaynaklar endüstriyel işletmeler ve otomobillerdir. Büyük şehirlerde ana ulaşım yollarındaki gaz kirliliği sorunu çok ciddidir. Bu nedenle ülkemiz de dahil olmak üzere dünyadaki birçok büyük şehir, araç egzoz gazlarının toksisitesine yönelik çevresel kontrolü uygulamaya koymuştur. Uzmanlara göre havadaki duman ve toz, güneş enerjisinin dünya yüzeyine ulaşmasını yarı yarıya azaltabilir ve bu da doğal koşulların değişmesine yol açabilir.
Atmosferin mezosferin üzerindeki üst kısmı çok yüksek sıcaklıklarla karakterize edilir ve bu nedenle termosfer olarak adlandırılır. Bununla birlikte, içinde iki bölüm ayırt edilir: mezosferden bin kilometrelik yüksekliklere kadar uzanan iyonosfer ve onun üzerinde yer alan dış kısım - dünyanın koronasına dönüşen ekzosfer.
İyonosferdeki hava son derece seyrekleşmiştir. 300-750 km rakımlarda ortalama yoğunluğunun 10-8-10-10 g/m3 civarında olduğunu daha önce belirtmiştik. Ancak bu kadar düşük yoğunlukta bile, 300 km yükseklikteki havanın her santimetreküpü yaklaşık bir milyar (109) molekül veya atom içerir ve 600 km yükseklikte - 10 milyonun (107) üzerinde. Bu, gezegenler arası uzaydaki gazların içeriğinden birkaç kat daha fazladır.
İyonosfer, adından da anlaşılacağı gibi, havanın çok güçlü derecede iyonlaşmasıyla karakterize edilir - buradaki iyon içeriği, havanın güçlü genel seyrelmesine rağmen, alttaki katmanlardan kat kat daha fazladır. Bu iyonlar esas olarak yüklü oksijen atomları, yüklü nitrik oksit molekülleri ve serbest elektronlardır. 100-400 km rakımlardaki içerikleri santimetreküp başına yaklaşık 1015-106'dır.
İyonosferde, özellikle 100-120 km (E katmanı) ve 200-400 km (F katmanı) rakımlarda, maksimum iyonlaşmaya sahip birkaç katman veya bölge ayırt edilir. Ancak bu katmanlar arasındaki boşluklarda bile atmosferin iyonlaşma derecesi çok yüksek kalıyor. İyonosferik katmanların konumu ve içlerindeki iyonların konsantrasyonu her zaman değişir. Özellikle yüksek konsantrasyonlara sahip ara sıra elektron koleksiyonlarına elektron bulutları denir.
Atmosferin elektriksel iletkenliği iyonizasyon derecesine bağlıdır. Bu nedenle iyonosferde havanın elektriksel iletkenliği genellikle dünya yüzeyinden 1012 kat daha fazladır. Radyo dalgaları iyonosferde soğurma, kırılma ve yansımayla karşılaşır. Uzunluğu 20 m'den fazla olan dalgalar iyonosferden hiçbir şekilde geçemezler: iyonosferin alt kısmındaki (70-80 km rakımlarda) düşük konsantrasyonlu elektron katmanları tarafından yansıtılırlar. Orta ve kısa dalgalar, üstteki iyonosferik katmanlar tarafından yansıtılır.
İyonosferden gelen yansıma sayesinde kısa dalgalarla uzun mesafeli iletişim mümkün oluyor. İyonosferden ve dünya yüzeyinden gelen çoklu yansımalar, kısa dalgaların uzun mesafeler boyunca zikzak şeklinde hareket etmesine ve dünya yüzeyinin etrafında bükülmesine olanak tanır. İyonosferik katmanların konumu ve konsantrasyonu sürekli değiştiği için radyo dalgalarının soğurulması, yansıtılması ve yayılmasına ilişkin koşullar da değişmektedir. Bu nedenle güvenilir radyo iletişimi için iyonosferin durumunun sürekli incelenmesi gereklidir. Radyo dalgalarının yayılmasının gözlemlenmesi, tam olarak bu tür araştırmaların aracıdır.
İyonosferde, doğada onlara yakın olan auroralar ve gece gökyüzünün parıltısı - atmosferik havanın sürekli ışıldaması ve ayrıca manyetik alanda keskin dalgalanmalar - iyonosferik manyetik fırtınalar gözlenir.
İyonosferdeki iyonlaşma, varlığını Güneş'ten gelen ultraviyole radyasyonun etkisine borçludur. Atmosfer gazlarının molekülleri tarafından emilmesi, yukarıda tartışıldığı gibi yüklü atomların ve serbest elektronların oluşumuna yol açar. İyonosferdeki ve auroralardaki manyetik alan dalgalanmaları güneş aktivitesindeki dalgalanmalara bağlıdır. Güneş aktivitesindeki değişiklikler, Güneş'ten dünya atmosferine gelen parçacık radyasyonun akışındaki değişikliklerle ilişkilidir. Yani parçacık radyasyonu bu iyonosferik olaylar için birincil öneme sahiptir.
İyonosferdeki sıcaklık, rakımla birlikte çok yüksek değerlere kadar artar. Yaklaşık 800 km yükseklikte 1000°'ye ulaşır.
İyonosferdeki yüksek sıcaklıklardan bahsettiğimizde, atmosferik gaz parçacıklarının orada çok yüksek hızlarda hareket ettiğini kastediyoruz. Ancak iyonosferdeki hava yoğunluğu o kadar düşüktür ki, iyonosferde bulunan bir cisim, örneğin uçan bir uydu, hava ile ısı alışverişi nedeniyle ısınmayacaktır. Uydunun sıcaklık rejimi, güneş ışınımının doğrudan emilmesine ve kendi ışınımının çevredeki alana salınmasına bağlı olacaktır. Termosfer, mezosferin üzerinde, Dünya yüzeyinden 90 ila 500 km yükseklikte bulunur. Buradaki gaz molekülleri oldukça dağınıktır ve X ışınlarını ve kısa dalga boylu ultraviyole radyasyonu emer. Bu nedenle sıcaklıklar 1000 santigrat dereceye ulaşabilir.
Termosfer temel olarak iyonize gazın radyo dalgalarını Dünya'ya geri yansıttığı iyonosfere karşılık gelir; bu, radyo iletişimini mümkün kılan bir olgudur.
Mezosfer
Stratosfer
Troposferin üstünde stratosfer bulunur (Yunanca "stratyum" - döşeme, katmandan). Kütlesi atmosfer kütlesinin %20'sidir.
Stratosferin üst sınırı Dünya yüzeyinden belirli bir yükseklikte bulunur:
Tropikal enlemlerde (ekvator) 50 – 55 km:
50 km'ye kadar ılıman enlemlerde;
Kutup enlemlerinde (kutuplarda) 40 – 50 km.
Stratosferde hava yükseldikçe ısınır ve hava sıcaklığı yükseklikle birlikte 1 km'de ortalama 1 - 2 derece artar. +50 0 C’ye kadar yükselerek üst sınıra ulaşır.
Yükseklik arttıkça sıcaklıktaki artış esas olarak güneş ışınımının ultraviyole kısmını emen ozondan kaynaklanmaktadır. Dünya yüzeyinden 20-25 km yükseklikte çok ince (sadece birkaç santimetre) bir ozon tabakası vardır.
Stratosfer su buharı bakımından çok fakirdir, bazen 30 km yükseklikte olmasına rağmen burada yağış yoktur. bulutlar oluşur.
Gözlemlere dayanarak stratosferde türbülanslı rahatsızlıklar ve farklı yönlerde esen kuvvetli rüzgarlar tespit edilmiştir. Troposferde olduğu gibi, özellikle yüksek hızlı uçaklar için tehlikeli olan güçlü hava girdapları vardır.
Şiddetli rüzgarlar çağrıldı jet akışları kutuplara bakan ılıman enlemlerin sınırları boyunca dar bölgelerde eser. Ancak bu bölgeler kayabilir, kaybolabilir ve yeniden ortaya çıkabilir. Jet akımları tipik olarak tropopoza nüfuz eder ve üst troposferde görünür, ancak hızları rakım azaldıkça hızla azalır.
Stratosfere giren enerjinin bir kısmının (esas olarak ozon oluşumuna harcanan), tropopozun çok altında yoğun stratosferik hava akışlarının kaydedildiği ve troposferik havanın alt stratosfere çekildiği atmosferik cephelerle ilişkili olması mümkündür.
Stratopozun üstünde mezosfer bulunur (Yunanca "mezos"tan - orta).
Mezosferin üst sınırı Dünya yüzeyinden yükseklikte bulunur:
Tropikal enlemlerde (ekvator) 80 – 85 km;
80 km'ye kadar ılıman enlemlerde;
Kutup enlemlerinde (kutuplarda) 70 - 80 km.
Mezosferde sıcaklık üst sınırında –60 0 C. – 1000 0 C.’ye düşer.
Kutup bölgelerinde, bulut sistemleri genellikle yazın mezopoz sırasında ortaya çıkar, geniş bir alanı kaplar, ancak dikey gelişimi çok azdır. Bu tür gece parlayan bulutlar genellikle mezosferdeki büyük ölçekli dalga benzeri hava hareketlerini ortaya çıkarır. Bu bulutların bileşimi, nem kaynakları ve yoğunlaşma çekirdekleri, dinamikleri ve meteorolojik faktörlerle bağlantıları henüz yeterince araştırılmamıştır.
Mezopozun üstünde termosfer bulunur (Yunanca "termos" kelimesinden - sıcak).
Termosferin üst sınırı Dünya yüzeyinden yüksekte bulunur:
Tropikal enlemlerde (ekvator) 800 km'ye kadar;
700 km'ye kadar ılıman enlemlerde;
Kutup enlemlerinde (kutuplarda) 650 km'ye kadar.
Termosferde sıcaklık yeniden yükselerek üst katmanlarda 2000 0 C'ye ulaşır.
Rakımların 400 – 500 km arasında olduğunu belirtmek gerekir. ve üzeri durumlarda, atmosferin aşırı derecede seyrelmesi nedeniyle hava sıcaklığı bilinen yöntemlerin hiçbiriyle belirlenemez. Bu yüksekliklerdeki hava sıcaklığı, gaz akışlarında hareket eden gaz parçacıklarının enerjisi ile değerlendirilmelidir.
Termosferdeki hava sıcaklığındaki bir artış, ultraviyole radyasyonun emilmesi ve atmosferde bulunan atomlarda ve gaz moleküllerinde iyon ve elektron oluşumu ile ilişkilidir.
Termosferde basınç ve dolayısıyla gazın yoğunluğu yükseklikle birlikte giderek azalır. Dünya yüzeyine yakın 1 m3. hava yaklaşık 2,5x10 25 molekül içerir, termosferin alt katmanlarında yaklaşık 100 km yükseklikte, 1 m3 hava yaklaşık 2,5x10 25 molekül içerir. 200 km yükseklikte, 1 m3 iyonosferde. hava 5x10 15 molekül içerir. Yaklaşık 850 km yükseklikte. 1m'de. hava 10 12 molekül içerir. Gezegenlerarası uzayda molekül konsantrasyonu 1 m3 başına 10 8 - 10 9'dur. Yaklaşık 100 km yükseklikte. moleküllerin sayısı azdır, ancak nadiren birbirleriyle çarpışırlar. Kaotik bir şekilde hareket eden bir molekülün başka bir benzer molekülle çarpışmadan önce kat ettiği ortalama mesafeye ortalama serbest yol denir.
Belirli bir sıcaklıkta bir molekülün hızı kütlesine bağlıdır: Daha hafif moleküller, daha ağır olanlardan daha hızlı hareket eder. Serbest yolun çok kısa olduğu alt atmosferde, gazların moleküler ağırlıklarına göre gözle görülür bir ayrımı yoktur, ancak 100 km'nin üzerinde ifade edilir. Ek olarak, Güneş'ten gelen ultraviyole ve X-ışını radyasyonunun etkisi altında, oksijen molekülleri, kütlesi molekülün kütlesinin yarısı kadar olan atomlara parçalanır. Bu nedenle, Dünya yüzeyinden uzaklaştıkça yaklaşık 200 km yükseklikte atmosferin bileşiminde atmosferik oksijenin önemi giderek artıyor. ana bileşen haline gelir.
Daha yüksek, yaklaşık 1200 km uzaklıkta. Hafif gazlar helyum ve hidrojen Dünya yüzeyinde hakimdir. Atmosferin dış kabuğu bunlardan oluşur.
Ağırlığa göre bu genişlemeye yaygın genişleme adı verilir ve karışımların bir santrifüj kullanılarak ayrılmasına benzer.
