Атмосфера земли. строение, слои. облака

Содержание

• Слайд 1

  Атмосфера Земли: ее состав и строение

• Слайд 2

  Атмосфера (от греч. atmos — пар и spharia — шар) —воздушная оболочка Земли, вращающаяся вместе с ней. Развитие атмосферы было тесно связано с геологическими и геохимическими процессами, протекающими на нашей планете, а также с деятельностью живых организмов.

  Нижняя граница атмосферы совпадает с поверхностью Земли, так как воздух проникает в мельчайшие поры в почве и растворен даже в воде.

  Верхняя граница на высоте 2000-3000 км постепенно переходит в космическое пространство.

  Благодаря атмосфере, в которой содержится кислород, возможна жизнь на Земле. Атмосферный кислород используется в процессе дыхания человека, животными, растениями.

• Слайд 3

  СЛОИ АТМОСФЕРЫ

  Атмосфера имеет слоистую структуру.

  От поверхности Земли вверх эти слои:

  • Тропосфера
  • Стратосфера
  • Мезосфера
  • Термосфера
  • Экзосфера

• Слайд 4

• Слайд 5

  Тропосфера — самый нижний слой атмосферы, толщина которого над полюсами составляет 8-10 км, в умеренных широтах — 10-12 км, а над экватором — 16-18 км.

  Воздух в тропосфере нагревается от земной поверхности, т. е. от суши и воды. Поэтому температура воздуха в этом слое с высотой понижается в среднем на 0,6 °С на каждые 100 м. У верхней границы тропосферы она достигает -55 °С. При этом в районе экватора на верхней границе тропосферы температура воздуха составляет -70 °С, а в районе Северного полюса -65 °С.

  В тропосфере сосредоточено около 80 % массы атмосферы, находится почти весь водяной пар, возникают грозы, бури, облака и осадки, а также происходит вертикальное (конвекция) и горизонтальное (ветер) перемещение воздуха.

  Можно сказать, что погода в основном формируется в тропосфере.

  Тропосфера

• Слайд 6

  Стратосфера — слой атмосферы, расположенный над тропосферой на высоте от 8 до 50 км. Цвет неба в этом слое кажется фиолетовым, что объясняется разреженностью воздуха, из-за которой солнечные лучи почти не рассеиваются.

  В стратосфере сосредоточено 20 % массы атмосферы. Воздух в этом слое разрежен, практически нет водяного пара, а потому почти не образуются облака и осадки. Однако в стратосфере наблюдаются устойчивые воздушные течения, скорость которых достигает 300 км/ч.

  В этом слое сосредоточен озон (озоновый экран, озоносфера), слой, который поглощает ультрафиолетовые лучи, не пропуская их к Земле и тем самым защищая живые организмы на нашей планете. Благодаря озону температура воздуха на верхней границе стратосферы находится в пределах от -50 до 4-55 °С.

  Между мезосферой и стратосферой расположена переходная зона — стратопауза.

  Стратосфера

• Слайд 7

  Мезосфера — слой атмосферы, расположенный на высоте 50-80 км. Плотность воздуха здесь в 200 раз меньше, чем у поверхности Земли. Цвет неба в мезосфере кажется черным, в течение дня видны звезды. Температура воздуха снижается до -75 (-90)°С.

  На высоте 80 км начинается термосфера. Температура воздуха в этом слое резко повышается до высоты 250 м, а потом становится постоянной: на высоте 150 км она достигает 220-240 °С; на высоте 500-600 км превышает 1500 °С.

  Мезосфера и термосфера

• Слайд 8

  В мезосфере и термосфере под действием космических лучей молекулы газов распадаются на заряженные (ионизированные) частицы атомов, поэтому эта часть атмосферы получила название ионосфера — слой очень разреженного воздуха, расположенный на высоте от 50 до 1000 км, состоящий в основном из ионизированных атомов кислорода, молекул окиси азота и свободных электронов

  В ионосфере возникают полярные сияния — свечение разреженных газов под влиянием электрически заряженных летящих от Солнца частиц — и наблюдаются резкие колебания магнитного поля.

• Слайд 9

  Полярноесияние

• Слайд 10

  Экзосфера — внешний слой атмосферы, расположенный выше 1000 км. Этот слой еще называют сферой рассеивания, так как частицы газов движутся здесь с большой скоростью и могут рассеиваться в космическое пространство.

  Экзосфера

• Слайд 11

  Атмосфера — это смесь газов, состоящая из азота (78,08 %), кислорода (20,95 %), углекислого газа (0,03 %), аргона (0,93 %), небольшого количества гелия, неона, ксенона, криптона (0,01 %), озона и других газов, но их содержание ничтожно (табл. 1). Современный состав воздуха Земли установился более сотни миллионов лет назад, однако резко возросшая производственная деятельность человека все же привела к его изменению. В настоящее время отмечается увеличение содержания СО2 примерно на 10-12 %.

  Состав атмосферы

• Слайд 12

Посмотреть все слайды

Оптические, акустические и электрические явления в атмосфере

При рас­про­стра­не­нии элек­тро­маг­нит­но­го из­лу­че­ния в А. в ре­зуль­та­те реф­рак­ции, по­гло­ще­ния и рас­сея­ния све­та воз­ду­хом и разл. час­ти­ца­ми (аэ­ро­золь, кри­стал­лы льда, ка­п­ли во­ды) воз­ни­ка­ют раз­но­об­раз­ные оп­тич. яв­ле­ния: ра­ду­га, вен­цы, га­ло, ми­раж и др. Рас­сея­ние све­та обу­слов­ли­ва­ет ви­ди­мую вы­со­ту не­бес­но­го сво­да и го­лу­бой цвет не­ба. Даль­ность ви­ди­мо­сти пред­ме­тов оп­ре­де­ля­ет­ся ус­ло­вия­ми рас­про­стра­не­ния све­та в А. (см. Ат­мо­сфер­ная ви­ди­мость). От про­зрач­но­сти А. на разл. дли­нах волн за­ви­сят даль­ность свя­зи и воз­мож­ность об­на­ру­же­ния объ­ек­тов при­бо­ра­ми, в т. ч. воз­мож­ность ас­тро­но­мич. на­блю­де­ний с по­верх­но­сти Зем­ли. Для ис­сле­до­ва­ний оп­тич. не­од­но­род­но­стей стра­то­сфе­ры и ме­зо­сфе­ры важ­ную роль иг­ра­ет яв­ле­ние су­ме­рек. Напр., фо­то­гра­фи­ро­ва­ние су­ме­рек с кос­мич. ап­па­ра­тов по­зво­ля­ет об­на­ру­жи­вать аэ­ро­золь­ные слои. Осо­бен­но­сти рас­про­стра­не­ния элек­тро­маг­нит­но­го из­лу­че­ния в А. оп­ре­де­ля­ют точ­ность ме­то­дов дис­тан­ци­он­но­го зон­ди­ро­ва­ния её па­ра­мет­ров. Все эти во­про­сы, как и мн. дру­гие, изу­ча­ет ат­мо­сфер­ная оп­ти­ка. Реф­рак­ция и рас­сея­ние ра­дио­волн обу­слов­ли­ва­ют воз­мож­но­сти ра­дио­приё­ма (см. Рас­про­стра­не­ние ра­дио­волн).

Рас­про­стра­не­ние зву­ка в А. за­ви­сит от про­стран­ст­вен­но­го рас­пре­де­ле­ния темп-ры и ско­ро­сти вет­ра (см. Ат­мо­сфер­ная аку­сти­ка). Оно пред­став­ля­ет ин­те­рес для зон­ди­ро­ва­ния А. дис­танц. ме­то­да­ми. Взры­вы за­ря­дов, за­пус­кае­мых ра­ке­та­ми в верх­нюю А., да­ли бо­га­тую ин­фор­ма­цию о сис­те­мах вет­ров и хо­де темп-ры в стра­то­сфе­ре и ме­зо­сфе­ре. В ус­той­чи­во стра­ти­фи­ци­ро­ван­ной А., ко­гда темп-ра па­да­ет с вы­со­той мед­лен­нее адиа­ба­ти­че­ско­го гра­ди­ен­та (9,8 К/км), воз­ни­ка­ют т. н. внут­рен­ние вол­ны. Эти вол­ны мо­гут рас­про­стра­нять­ся вверх в стра­то­сфе­ру и да­же в ме­зо­сфе­ру, где они за­ту­ха­ют, спо­соб­ст­вуя уси­ле­нию вет­ра и тур­бу­лент­но­сти.

От­ри­ца­тель­ный за­ряд Зем­ли и обу­с­лов­лен­ное им элек­трич. по­ле А. вме­сте с элек­три­че­ски за­ря­жен­ны­ми ио­но­сфе­рой и маг­ни­то­сфе­рой соз­да­ют гло­баль­ную элек­трич. цепь. Важ­ную роль при этом иг­ра­ет об­ра­зо­ва­ние об­ла­ков и гро­зо­во­го элек­три­че­ст­ва. Опас­ность гро­зо­вых раз­ря­дов вы­зва­ла не­об­хо­ди­мость раз­ра­бот­ки ме­то­дов гро­зо­за­щи­ты зда­ний, со­ору­же­ний, ли­ний элек­тро­пе­ре­дач и свя­зи. Осо­бую опас­ность это яв­ле­ние пред­став­ля­ет для авиа­ции. Гро­зо­вые раз­ря­ды вы­зы­ва­ют ат­мо­сфер­ные ра­дио­по­ме­хи, по­лу­чив­шие назв. ат­мо­сфе­ри­ков (см. Сви­стя­щие ат­мо­сфе­ри­ки). Во вре­мя рез­ко­го уве­ли­че­ния на­пря­жён­но­сти элек­трич. по­ля на­блю­да­ют­ся све­тя­щие­ся раз­ря­ды, воз­ни­каю­щие на ост­ри­ях и ост­рых уг­лах пред­ме­тов, вы­сту­паю­щих над зем­ной по­верх­но­стью, на отд. вер­ши­нах в го­рах и др. (Эль­ма ог­ни). А. все­гда со­дер­жит силь­но ме­няю­ще­еся в за­ви­си­мо­сти от кон­крет­ных ус­ло­вий ко­ли­че­ст­во лёг­ких и тя­жё­лых ио­нов, ко­то­рые оп­ре­де­ля­ют элек­трич. про­во­ди­мость А. Глав­ные ио­ни­за­то­ры воз­ду­ха у зем­ной по­верх­но­сти – из­лу­че­ние ра­дио­ак­тив­ных ве­ществ, со­дер­жа­щих­ся в зем­ной ко­ре и в А., а так­же кос­мич. лу­чи. См. так­же Ат­мо­сфер­ное элек­три­чест­во.

Хроника катастрофических бурь, смерчей и ураганов

Катастрофические бури, смерчи, ураганы, тайфуны…

• 1359 г. Одна из самых убийственных бурь с градом произошла во Франции,
  близ города Шартр во время столетней войны.
  Говоря о человеческих жертвах, летописец сообщает лишь о солдатах армии английского короля Эдуарда III —
  тысяча из них была убита градинами величиной с гусиное яйцо . Кроме того погибло 6 тыс. лошадей войска.
• 1471 г. Удар особо жестокой бури по г. Новгороду .
  Погибло свыше 900 человек и огромное количество скота. Затонуло 180 новгородских судов.
• 1629 г. Невиданный ураган в Москве .
  По свидетельству летописца, дело не ограничилось тем, что с домов были сорваны крыши, а со многих церквей — купола.
  Ураган разрушил ряд домов полностью, а некоторые церкви, по утверждению летописца, перенес на новые места.
• 1703 г. 27 ноября на Англию обрушился ураган, сопровождающийся нагонной волной.
  В море погибло 300 судов и 30 тыс. членов их экипажа. Также было разрушено 5 тыс. домов.
• 1737 г. 7 октября тропический ураган в Бенгальском заливе вызвал гигантскую нагонную волну,
  затопившую прибрежные районы находившиеся в его акватории стран. Кроме того, затонуло 20 тыс. судов.
  Количество погибших составило 300 тыс. человек .
• 1775 г. У о. Ньюфаундленд сотни рыболовных судов потоплены ураганом. Погибли не менее 4 тыс. человек.
• 1777 г. 21 сентября произошли буря и наводнение в Санкт-Петербурге.
  Причинены значительные разрушения.
• 1789 г. Три нагонные волны, вызванные ураганом, полностью разрушили индийский г.Коринга в дельте р.Ганг
  и уничтожили 20 тыс. человек.
• 1811 г. 10 сентября в штате Южная Каролина (США) по г. Чарлстон прошел смерч,
  вызвавший огромные разрушения и убывший около 500 человек.
• 19 августа 1812 г. по штату Луизиана (США) прошел ураган.
  На реке Миссисипи он буквально разнес на куски 50 кораблей.
  Были разрушены многие населенные пункты. Погибло несколько сотен человек.
• В сентябре (1815) мощный ураган обрушился на Северо — Восточное побережье США. Затонуло 85 судов.
  В ряде мест волны затопили прибрежные районы, залив даже места расположенные в 60 км. от моря.
• 1819 г. 27 июля ураган разрушил город Мобил в США (штат Алабама). Погибло более 200 человек.
  Кроме того, в море затонули или были разбиты волнами о берег сотни судов.
• 1824 г. Наводнение в Санкт-Петербурге — 6 ноября в Балтийском море образовалась нагонная волна,
  которая заставила Неву потечь вспять и выйти из берегов.
  Затоплен был весь город, вода снесла с лица земли целые кварталы.
  По официальным данным погибло 208 человек.
• 1825 г. 26 июля ураган разрушил 70 тыс. домов на острове Пуэрто — Рико. Погибло 374 человека.
• 1829 г. Ураган и наводнение в районе Инвернесс в Шотландии. Погибли сотни людей.
• 1831 г. 10 августа ураган разрушил до основания все населенные пункты на острове Барбадос. Погибло 15 тыс. человек.
  В том же году холера начала свой марш по странам Европы.
  В некоторых странах, включая Россию, она стала почти повседневной болезнью.

Что касается северо-запада России, то ураганы тудк налетали примерно через полтораста лет.

Состав атмосферы

В отличие от атмосфер Юпитера, Сатурна, состоящих главным образом из водорода и гелия, и атмосфер Марса и Венеры, основного компонента которых — углекислый газ, земная атмосфера состоит преимущественно из азота и кислорода. А. Земли содержит также аргон, углекислый газ, неон и другие постоянные в переменные компоненты. Относительная объёмная концентрация постоянных газов, а также сведения о средних концентрациях ряда переменных компонентов (углекислый газ, метан, закись азота и некоторые другие), относящихся только к нижним слоям А., приведены в табл.

Химический состав сухого атмосферного воздуха у земной поверхности

Газ	Объемная концентрация (%)	Молекулярная масса
Азот	78,084	28,0134
Кислород	20,9476	31,9988
Аргон	0,934	39,948
Углекислый газ	0,0314	44,00995
Неон	0,001818	20,179
Гелий	0,000524	4,0026
Метан	0,0002	16,04303
Криптон	0,000114	83,80
Водород	0,00005	2,01594
Закись азота	0,00005	44,0128
Ксенон	0,0000087	131,30
Двуокись серы	От 0 до 0,0001	64,0628
Озон	От 0 до 0,000007 летом От 0 до 0,000002 зимой	47,9982
Двуокись азота	От 0 до 0,000002	46,0055
Аммиак	Следы	17,03061
Окись углерода	Следы	28,01055
Иод	Следы	—
Средняя молекулярная масса сухого воздуха равна 28,9644

Наиболее важная переменная составная часть А. — водяной пар. Пространственно-временная изменчивость его концентрации колеблется в широких пределах — у земной поверхности от 3% в тропиках до 2 10-5% в Антарктиде. Основная масса водяного пара сосредоточена в тропосфере, поскольку его концентрация быстро убывает с высотой. Среднее содержание водяного пара в вертикальном столбе А. в умеренных широтах — около 1,6—1,7 см «слоя осажденной воды» (такую толщину будет иметь слой сконденсированного водяного пара). Сведения относительно содержания водяного пара в стратосфере противоречивы. Предполагалось, например, что в диапазоне высот от 20 до 30 км удельная влажность сильно увеличивается с высотой. Однако последующие измерения указывают на большую сухость стратосферы. По-видимому, удельная влажность в стратосфере мало зависит от высоты и составляет 2—4 мг/кг.

Изменчивость содержания водяного пара в тропосфере определяется взаимодействием процессов испарения, конденсации и горизонтального переноса. В результате конденсации водяного пара образуются облака и выпадают осадки атмосферные в виде дождя, града и снега. Процессы фазовых переходов воды протекают преимущественно в тропосфере. Именно поэтому облака в стратосфере (на высотах 20—30 км) и мезосфере (вблизи мезопаузы), получившие название перламутровых и серебристых, наблюдаются сравнительно редко, тогда как тропосферные облака обычно закрывают около 50% всей земной поверхности.

Влияние на атмосферные процессы, особенно на тепловой режим стратосферы, оказывает озон. Он в основном сосредоточен в стратосфере, где вызывает поглощение ультрафиолетовой солнечной радиации, являющееся главным фактором нагревания воздуха в стратосфере. Средние месячные значения общего содержания озона изменяются в зависимости от широты и времени года в пределах 0,23—0,52 см (такова толщина слоя озона при наземных давлении и температуре). Наблюдается увеличение содержания озона от экватора к полюсу и годовой ход с минимумом осенью и максимумом весной.

Существенная переменная компонента А. — углекислый газ, изменчивость содержания которого связана с жизнедеятельностью растений (процессами фотосинтеза), индустриальными загрязнениями и растворимостью в морской воде (газообменом между океаном и А.). Обычно изменения содержания углекислого газа невелики, но иногда могут достигать заметных значений. Последние десятилетия наблюдается рост содержания углекислого газа, обусловленный индустриальным загрязнением, что может иметь влияние на климат вследствие создаваемого углекислым газом парникового эффекта. Предполагается, что в среднем концентрация углекислого газа остаётся неизменной во всей толще гомосферы. Выше 100 км начинается его диссоциация под влиянием ультрафиолетовой солнечной радиации с длинами волн короче 1690 .

Одна из наиболее оптически активных компонент — атмосферная аэрозоль — взвешенные в воздухе частицы размером от нескольких нм до нескольких десятков мкм, образующиеся при конденсации водяного пара и попадающие в А. с земной поверхности в результате индустриальных загрязнений, вулканических извержений, а также из космоса. Аэрозоль наблюдается как в тропосфере, так и в верхних слоях А. Концентрация аэрозоля быстро убывает с высотой, но на этот ход налагаются многочисленные вторичные максимумы, связанные с существованием аэрозольных слоев.

Палеоатмосфера Земного шара

Среди авторов (например, Шульдинер, 1985) имеются небольшие расхождения в оценке температур для одних и тех же периодов
эволюции Земли, но общий характер остается примерно одинаковым.
Есть основания считать, что температура на поверхности планеты примерно 3,8 млрд. лет назад приближалась к 100° С (океаны кипели!).
Если восстановить (Кузнецов, 1990) эту зависимость для ранней Земли, ко времени 4.5 млрд. лет назад,
то температура окажется порядка (и более) 300 °С.
Это, однако, не самая высокая оценка температуры поверхности ранней Земли.
Например, согласно Р.Геррелсу и Ф.Маккензи (там же, с. 79), тогда температура на поверхности достигала 600 °С,
а давление превышало 360 атмосфер, из которых на долю воды приходилось 300, углекислоты — 45, соляной кислоты 10 атм.

Различные авторы попутно неоднократно высказывали идею, согласно которой древняя атмосфера Земли
соответствует атмосфере современной Венеры.

За последние 2,4 миллиарда лет уровень кислорода в атмосфере вырос почти с нуля до значительного количества.
В разные периоды истории планеты он мог колебаться, но последние 400 миллионов лет
(2 галактических года) оставался стабильным.
Именно в это время жизнь начала перемещаться из моря на сушу.

Физико-химические ритмы атмосферы

Изменение температуры, углекислого газа и запылённости атмосферы за последние полмиллиарда лет (фанерозой):

Эволюция атмосферы Земли

Стратосфера

В переводе с греческого языка стратосфера означает «настил, слой», который находится выше тропосферы и простирается до высоты $50-55$ км.

Для стратосферы характерна незначительная плотность и давление воздуха. Воздух разрежен, но представлен теми же газами, что и тропосфера. В этом слое водяной пар почти отсутствует. С высотой давление в стратосфере понижается – если в нижней части слоя давление в $10$ раз меньше приповерхностного, то в его верхней части меньше уже в $100$ раз. На высоте $15-30$ км появляется газ озон, поглощающий коротковолновую часть солнечной энергии, в результате чего происходит нагревание воздуха и в нижней части тропосферы температура возрастает до $+56$ градусов, а на границе с мезосферой достигает $0$ градусов. Нагрев прекращается в стратопаузе.

Загрязнение атмосферы. Выбросы в атмосферу:

Загрязнение атмосферы возникает в результате выбросов в нее различных вредных веществ или повышения концентрации тех, что уже в ней присутствуют. В их число входят:

• оксиды азота;
• метан;
• диоксид и монооксид углерода;
• диоксид серы;
• хлорфторуглероды;
• молекулы органических и неорганических веществ;
• молекулы биологических организмов.

Все они оказывают отравляющее действие на живые организмы планеты: провоцируют развитие заболеваний, часто тяжелых, с летальным исходом, гибель растительного и животного мира.

Причиной выбросов чаще всего становится человек (антропогенное загрязнение), реже – природные явления (естественное загрязнение). Разделяют эти процессы на три основных категории: физическое, химическое и биологическое загрязнения.

Физическое загрязнение также разделяется на подвиды:

• механическое: пыль, твердые вещества;
• радиоактивное:  излучение, изотопы;
• электромагнитное: различные виды волн;
• шумовое: громкие звуки, низкочастотные колебания;
• тепловое: теплые воздушные массы от предприятий и т.д.

Химическое загрязнение представлено появлением в атмосфере повышенной концентрации газов и аэрозолей:

• оксидов и диоксидов неметаллов;
• альдегидов;
• углеводородов;
• частиц тяжелых металлов (кадмия, хрома, брома, меди, цинка);
• аммиака;
• пыли;
• изотопов радиоактивных веществ.

Биологическое загрязнение включает появление в воздухе микробных веществ:

• спор грибов;
• бактерий;
• вирусов;
• токсинов;
• продуктов жизнедеятельности вредоносных микроорганизмов.

Источники загрязнения атмосферы различны. Это и природные явления – вулканические извержения, лесные и степные пожары, продукты жизнедеятельности флоры и фауны, и деятельность человека. К последней относят:

• использование транспорта. Газы и твердые вещества выделяются при движении техники с двигателями внутреннего сгорания;
• деятельность предприятий. Выбросы химических веществ сопутствуют различным технологическим процессам;
• быт человека: приготовление пищи и отопление, утилизация бытовых отходов и т.д.

Загрязнение атмосферы – важная проблема для всей Земли. По утверждению экологов, в атмосфере происходят уже необратимые процессы ее изменения и разрушения защитного озонового слоя. Замедлить их возможно лишь проведением правильной экологической политики. Ее главными тезами считаются уменьшение выбросов от технологических процессов, включающих использование нефти и газа, т.е. переход на экологические виды топлива – электроэнергию, энергию ветра и воды. Еще один важный момент – отказ от изделий из пластика и правильная его дальнейшая переработка. Актуальной остается проблема переработки бытовых отходов, сохранения лесных массивов – «легких» нашей планеты.

Описание стратосферы

Стратосферой называют воздушный слой, который начинается на высоте 50 км у экватора и около 8 км — у полюсов. В переводе с греческого stratus означает «слой, настил». Эта зона очень разреженная, в ней очень мало частиц воды. Давление воздуха в верхней части стратосферы в 100 раз ниже, чем у поверхности, а в нижней — в 10 раз.

Температура воздуха с набором высоты возрастает: если в нижней части воздушного слоя она составляет -56 градусов, то в верхней — от -1 до 0. Прекращение нагрева воздуха наблюдается в стратопаузе — пограничном слое между мезосферой и стратосферой.

В стратосфере летают самолёты, чья скорость выше звуковой, и пассажирские лайнеры. Такая высота выбрана потому, что в нижних слоях стратосферы наблюдается стабильность воздушных потоков, а благодаря низкой температуре снижаются затраты топлива. Движение происходит в условиях малого аэродинамического сопротивления.

Однако есть предел: самолёт может подняться только до определённой высоты. В какой-то момент воздуха становится слишком мало, а он нужен, чтобы работали реактивные двигатели. В высоких слоях стратосферы самолету, чтобы получить приток воздуха, приходится перемещаться быстрее скорости звука. Поэтому на самую большую высоту залетают только боевые и сверхзвуковые пассажирские лайнеры, например, «Конкорд».

В стратосфере присутствуют метеорологические зонды. Они закреплены на огромных воздушных шарах и находятся в зависшем положении. Задача зондов — сбор информации о состоянии тропосферы и о происходящих изменениях.

Из живых организмов в стратосфере можно обнаружить бактерии, например, аэропланктон. Но не только микроорганизмы способны выживать на такой большой высоте: был случай, когда в двигатель самолёта попала крупная птица — гриф. Также известно, что утки, совершая сезонные перелёты, перемещаются над Эверестом.

Мировой рекорд по пребыванию на высоте установил вице-президент Google — американец Алан Юстас. Он поднялся на высоту 41 км и спрыгнул с парашютом. Чтобы оторваться от шара, пришлось привести в действие небольшое взрывное устройство. Во время свободного падения он развил скорость 1342 км/ч — это быстрее, чем движется звук.

После зарождения жизни

Живые существа на планете стали выделять большие объемы кислорода, и он окислил все, что находилось на поверхности. Потребовалось пару миллиардов лет, чтобы количество кислорода увеличилось с 0 до 21% от всего состава атмосферы. При этом организмы стали использовать атмосферный углерод, он им был нужен для создания скелетов. В результате земная кора покрылась огромными пластами органических материалов, а углекислого газа стало гораздо меньше.

Из-за кислорода наша планета обрела голубую дымку, вдали она выглядит синей точкой. По этой же причине мы видим небо синим. От обилия кислорода смог сформироваться озоновый слой, по сей день он защищает нас от солнечной радиации. Организмы смогли эволюционировать, так помимо бактерий и водорослей появились высокоразвитые существа.

В атмосфере присутствуют и благородные газы. Лидером по представленности среди них является аргон, его доля 0,9-1%. Он зарождается в ходе ядерных процессов в недрах земли, а на поверхность он выходит при извержениях вулкана и сквозь трещины в коре. Благородные газы поднимаются в верхние слои, затем исчезают на просторах космоса.

Таким образом, структура газовой оболочки многократно менялась, но что-то осталось неизменным. К примеру, озоновый слой, он очень устойчив и никуда не денется, даже если количество кислорода снизится в сто раз. 

Погода и ее прогноз

Наблюдать за погодой и пытаться её предсказать начали ещё первобытные племена. От наших прапрадедов дошло множество «верных» примет погоды. Надёжность таких примет, как «на Ефимия метель — вся Масленая неделя метельная» или «на Ефимия в полдень солнце — будет ранняя весна» весьма сомнительна. А вот когда говорят «солнце всходит красное — на метель» или «яркие звёзды — к морозу, тусклые — к оттепели», это почти всегда сбывается. Не все уверены, что «всякая погода благодать».

Барометр

Найдутся любители и холода, и дождя, но вот неожиданных перемен погоды не любит никто

Чтобы не попасть под дождь или не задыхаться от жары в тёплом свитере, надо лишь обращать внимание на прогноз погоды. Знать, какой погода будет в ближайшие дни, полезно всем

Но есть люди, для работы которых прогноз погоды очень важен: лётчики и моряки, альпинисты и спасатели. Прогнозы погоды предупреждают людей о приближении гроз и ливней, о перемещениях ураганов и о смерчах.

 Составляют прогнозы погоды синоптики, обработав огромное количество данных, полученных с размещённых по всему земному шару метеостанций и с метеорологических спутников, следящих за состоянием атмосферы Земли из космоса. Спутниковую информацию в составлении прогнозов погоды стали использовать с 1960 г.

А в 1968 г. была создана Всемирная служба погоды, состоящая из трёх мировых (в Москве, Вашингтоне и Мельбурне) и более двадцати региональных метеорологических центров, соединённых между собой каналами быстродействующей связи. А какая сегодня погода? Разные люди ответят на этот простой вопрос по-разному. Один из важнейших показателей погоды — температура воздуха. Даже на простейший вопрос, тепло ли сегодня на улице, эскимос может ответить «жара», а африканец будет стучать зубами от холода.

 В прогнозе погоды важны все данные: температура воздуха и его влажность, давление, сила ветра и его направление: северный ветер обычно приносит похолодание, западный — осадки. Но даже самая холодная погода не так страшна, если нет ветра. А не самая сильная жара невыносима при высокой влажности. Ещё один важнейший показатель погоды — атмосферное давление. Вашим бабушкам и дедушкам приходится следить за ним и принимать лекарства при резких изменениях давления. И в заключение несколько интересных цифр.

Самая высокая температура на Земле (+59 °C) была отмечена в пустыне Сахаре, а самая низкая в Антарктиде (–89,2 °C). В нашей столице Москве зимой 1940 г. столбик термометра опустился ниже 42 °C, а самый жаркий день (+38,2 °C) был летом 2010 г.

Работники метеостанции работают и днём и ночью

Поделиться ссылкой

Облака

Одно из самых красивых творений атмосферы – облака. Их многообразие и разновидности удивляют и восхищают одновременно. А их влияние на климат и погоду нельзя оставить незамеченным.

Облака состоят из водяного пара, которого в атмосфере находится около ​\( 5,2*10^{15} \)​ килограмм.

Облака делятся на три группы – по высотам: облака нижнего, среднего и верхнего яруса.

Нижний ярус

Сюда относятся облака или тучи, которые приносят дожди. Они самые большие среди облаков данного яруса.

Слоисто-кучевые облака находятся чуть выше, на 600-1500 метрах. Они формируют ту самую «переменную облачность» и редко выпадают дождем.

Слоистые облака находятся на высоте 400-500 метров и представляют из себя тонкую пленку облаков, которые застилают небо в пасмурную погоду.

Облака вертикального развития

Формируются такие облака на высоте 800-2000 метров, но в высоту они могут разрастаться на десятки километров. Именно из них идут сильные ливни, град и грозы.

Из-за того, что тело такого облака пересекает сразу несколько слоев атмосферы, внутри него происходят очень мощные конвекционные процессы. Массы воды перемещаются внутри них, тем самым жидкость может одновременно существовать во всех трех агрегатных состояниях.

Средний ярус

Высокослоистые облака – это однородная, серовато-синяя пленка, через которую хорошо видно Солнце.

Высококучевые облака – рваная вата, которую рассыпали по небу. По отдельности они не проливаются дождем, но могут собраться в одно кучевое облако и устроить ливень.

Верхний ярус

Облака этого яруса состоят из мелких льдинок, так как находятся на высоте 6-13 километров, и от этого их форма рванная и неровная. Могут выпадать осадками, но они никогда не достигают поверхности Земли

Чисто-перистые облака имеют большую протяженность до десятков километров. Так как такие облака состоят практически изо льда, то под собственной тяжестью, облака могут проваливаться. Верхняя и нижняя точка одного и того же облака могут находится на расстоянии 3-4 километров по вертикале.

Перисто-слоистые облака – невидимые представители этого яруса. Но их можно увидеть в форме гало, которое возникает вокруг Солнца или Луны.

Серебристые облака

Это самые высокие облака, добираются до высоты 80 километров. Но это не обычные облака в нашем понимании. Они состоят из остяков метеоритов, что сгорели в атмосфере и метана.

Увидеть их можно только рано утром или поздно вечером, перед закатом, когда Солнце подсвечивает их сбоку. Днем они незаметны глазу.

Еще больше космоса и интересных фактов в телеграмм-канале.