Warstwy atmosfery

Atmosferę Ziemi tworzy kilka warstw gazów, które kształtują Ziemię w wyniku działania pola grawitacyjnego.

Każda warstwa ma określony skład gazów, które są zorganizowane zgodnie z ich gęstościami. Gęstsze gazy są przyciągane bliżej powierzchni Ziemi, podczas gdy inne pozostają dalej od planety.

Ze względu na różne atrybuty występujące w gazach, warstwy atmosfery mają swoje własne cechy i odgrywają szczególną rolę w ich związku z Ziemią.

Pięć warstw tworzących ziemską atmosferę to: troposfera, stratosfera, mezosfera, termosfera i egzosfera.

Troposfera

Troposfera jest najgęstszą warstwą atmosfery, a zatem najbliżej powierzchni Ziemi. Szacuje się, że całkowita masa atmosferyczna wynosi 5 x 1018 kg, a 75% tej ilości znajduje się w troposferze.

Grubość troposfery waha się od 8 km do 14 km, w zależności od regionu Ziemi. Drobniejsze punkty (gdzie grubość sięga 8 km) znajdują się na biegunach północnym i południowym.

Ponieważ jest to najniższa warstwa atmosfery, troposfera jest odpowiedzialna za przechowywanie życia na planecie, a także tam, gdzie występują prawie wszystkie zjawiska klimatyczne. Termin troposfera pochodzi od greckich tropów (zmiana), aby odzwierciedlić dynamiczny charakter zmian klimatu i zachowanie tej warstwy atmosfery.

Region troposfery, który wyznacza jej koniec i początek stratosfery, nazywany jest tropopauzą. Tropopauza jest łatwa do zidentyfikowania dzięki różnym wzorcom ciśnienia i temperatury każdej z warstw.

Skład troposfery

Pod względem objętości troposfera składa się z 78, 08% azotu, 20, 95% tlenu, 0, 93% argonu i 0, 04% dwutlenku węgla. Powietrze składa się również ze zmiennego procentu pary wodnej wpływającej do troposfery poprzez zjawisko parowania.

Temperatura w troposferze

Podobnie jak ciśnienie, temperatura w troposferze również maleje wraz ze wzrostem wysokości. Dzieje się tak, ponieważ gleba absorbuje większość energii słonecznej i ogrzewa niższe poziomy troposfery. Tak więc, biorąc pod uwagę, że parowanie jest większe w cieplejszych obszarach, para wodna jest bardziej obecna na poziomie morza i rzadziej na wyższych wysokościach.

Co można znaleźć w troposferze?

Oto kilka przykładów tego, co można znaleźć w troposferze:

• Klimat
• Opady deszczu, śniegu i gradu;
• Gazy takie jak azot, tlen, argon i dwutlenek węgla
• Chmury
• Ptaki

Stratosfera

Stratosfera jest drugą co do wielkości warstwą atmosfery, a zarazem drugą najbliższą powierzchni Ziemi. Szacuje się, że zawiera około 15% całkowitej masy atmosfery Ziemi.

Grubość stratosfery wynosi 35 km od tropopauzy, co oznacza, że ​​znajduje się między troposferą a mezosferą. Termin stratosfera pochodzi od greckiego strato (warstwy), aby określić fakt, że sama stratosfera jest podzielona na inne mniejsze warstwy.

Warstwy stratosfery powstają z powodu braku zjawisk klimatycznych, które mieszają powietrze. Tak więc istnieje wyraźny podział między zimnym i ciężkim powietrzem, które znajduje się poniżej, a ciepłym, lekkim powietrzem znajdującym się powyżej. Tak więc pod względem temperatury stratosfera działa w sposób sprzeczny z troposferą

Będąc bardzo stabilnym regionem (ponieważ nie ma zmian powietrza), piloci samolotów mają tendencję do pozostawania na początku stratosfery, aby uniknąć turbulencji. Na tej wysokości samoloty i balony osiągają maksymalną wydajność.

Niektóre samoloty, zwłaszcza samoloty odrzutowe, wchodzą do stratosfery, aby uniknąć tarcia i zmian powietrza.

Stratosfera zawiera również znaną warstwę ozonową, odpowiedzialną za absorpcję większości promieniowania ultrafioletowego emitowanego przez słońce. Bez warstwy ozonowej życie na Ziemi, jak wiemy, nie byłoby możliwe.

Podobnie jak troposfera, stratosfera ma również region, który wyznacza jej koniec i wyznacza początek mezosfery, zwanej stratopauzą.

Skład stratosfery

Większość pierwiastków znalezionych na powierzchni Ziemi iw troposferze nie dociera do stratosfery. Zamiast tego jest dla nich powszechne:

• rozkłada się w troposferze
• zostać wyeliminowane przez światło słoneczne
• powrócić na powierzchnię Ziemi przez deszcz lub inne opady deszczu

Z powodu inwersji dynamiki temperatury pomiędzy troposferą a stratosferą, prawie nie ma wymiany powietrza między dwiema warstwami, powodując, że para wodna istnieje tylko w niewielkich ilościach w stratosferze. Z tego powodu tworzenie się chmur na tej warstwie jest niezwykle trudne.

W odniesieniu do gazów, stratosfera jest tworzona głównie przez ozon obecny w warstwie ozonowej. Uważa się, że 90% całego ozonu w atmosferze występuje w tym regionie. Ponadto stratosfera zawiera elementy przenoszone przez erupcje wulkaniczne, takie jak tlenki azotu, kwas azotowy, halogeny itp.

Temperatura w stratosferze

Temperatura w stratosferze wzrasta wraz ze wzrostem wysokości, od -51 ° C w najniższym punkcie (tropopauza) do -3 ° C w najwyższym punkcie (stratopauza).

Co można znaleźć w stratosferze?

Oto kilka przykładów tego, co można znaleźć w stratosferze:

• Warstwa ozonowa
• Samoloty i balony klimatyczne
• Niektóre ptaki

Mesosfera

Mezosfera jest ostatnią warstwą atmosferyczną, w której gazy są nadal mieszane w powietrzu i nie są zorganizowane przez ich masę. Nauka uważa, że ​​najtrudniejszą do zbadania warstwą jest niewielka ilość potwierdzonych informacji na ten temat.

Grubość mezosfery również wynosi 35 km, licząc od stratopauzy, co oznacza, że ​​znajduje się między stratosferą a termosferą. Termin mesosfera pochodzi z greckich mesos (środkowych), będąc trzecim z pięciu warstw ziemskiej atmosfery

Balony klimatyczne i samoloty nie są w stanie osiągnąć tak wysokiego poziomu, jak docierają do mesosfery. Jednocześnie satelity są w stanie orbitować nad nim tylko w taki sposób, aby nie mogły prawidłowo mierzyć charakterystyki warstwy. Jedynym sposobem na zbadanie dzisiejszej mesosfery jest użycie rakiet dźwiękowych, które zbierają niewiele informacji na misję.

To właśnie w mesosferze spalanie ciał niebieskich przenika do atmosfery ziemskiej, powodując zjawiska takie jak opady meteorów.

Deszcz meteorów pojawia się, gdy ciało niebieskie wchodzi w atmosferę Ziemi. Ze względu na bardzo wysoką temperaturę ciało niebieskie spala się i zazwyczaj rozpuszcza się w kilka mniejszych kawałków.

Skład mezosfery

Procent tlenu, azotu i dwutlenku węgla w mezosferze jest zasadniczo taki sam jak w przypadku warstw poniżej. Para wodna jest nawet rzadsza niż w stratosferze, która z kolei przenosi część ozonu do mezosfery.

Mezosfera ma również materiał pochodzący z meteorów, które parują podczas wchodzenia do atmosfery. Zatem mezosfera składa się również ze stosunkowo dużego udziału żelaza i innych metali.

Temperatura w mesosferze

Temperatura w mezosferze zmniejsza się wraz ze wzrostem wysokości, w zakresie od -3 ° C w najniższym punkcie (stratopauza) do -143 ° C w najwyższym punkcie, mezopauzie, najzimniejszym obszarze całej atmosfery Ziemi.

Co można znaleźć w stratosferze?

Oto kilka przykładów tego, co można znaleźć w stratosferze:

• Środki spalania
• Chmury nocne (specjalny rodzaj chmur, które świecą w nocy)

Termosfera

Termosfera znajduje się powyżej mezosfery i poniżej egzosfery. Jego grubość wynosi około 513 km, czyli znacznie większa niż wszystkie dolne warstwy połączone.

Chociaż termosfera jest uważana za część ziemskiej atmosfery, gęstość powietrza jest tak niska, że ​​większość warstwy jest błędnie postrzegana jako przestrzeń gwiezdna. Pomysł ten jest wzmocniony przez fakt, że warstwa nie ma wystarczającej ilości cząsteczek, aby fale dźwiękowe mogły się przemieszczać.

W termosferze promieniowanie ultrafioletowe powoduje zjawisko fotionizacji cząsteczek, czyli tworzenia jonów poprzez kontakt fotonu z atomem. Zjawisko to jest odpowiedzialne za tworzenie jonosfery znajdującej się w termosferze. Jonosfera odgrywa ważną rolę w propagacji fal radiowych do odległych regionów Ziemi.

Znajduje się w termosferze krążącej wokół satelitów i Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS). Ponadto w termosferze występuje zorza polarna.

Zorza polarna występuje w wyniku zderzenia cząstek słonecznych z ziemską gęstością atmosferyczną.

Słowo termosfera pochodzi od greckiego terminu termos, co odzwierciedla fakt, że w tej warstwie temperatury są niezwykle wysokie.

Granica między termosferą a egzosferą nazywana jest termopauzą.

Skład termosfery

W przeciwieństwie do warstw poniżej, w których gazy mieszają się, w termosferze cząstki rzadko zderzają się, co powoduje jednolity podział pierwiastków. Ponadto wiele cząsteczek obecnych w termosferze jest rozbijanych przez światło słoneczne.

W górnych częściach termosfery składają się tlen atomowy, azot atomowy i hel.

Temperatura termosfery

Temperatura w termosferze może wynosić od 500 ° C do 2000 ° C. Dzieje się tak dlatego, że w tej warstwie jest absurdalnie dużo światła słonecznego.

Co można znaleźć w termosferze?

Oto kilka przykładów tego, co można znaleźć w termosferze:

• Satelity
• W dawnych czasach prom kosmiczny
• ISS
• Zorza polarna
• Jonosfera

Exosfera

Egzosfera jest największą zewnętrzną warstwą ziemskiej atmosfery. Rozciąga się na 600 km, aż zwęża się i miesza z przestrzenią międzyplanetarną. To sprawia, że ​​jego grubość wynosi 10000 km. Najdalsza granica egzosfery sięga połowy księżyca.

Termin egzosfera pochodzi z greckiego egzo (zewnętrznego), co oznacza, że ​​jest to ostatnia warstwa atmosferyczna przed próżnią kosmiczną.

Skład egzosfery

Cząstki w egzosferze są bardzo daleko od siebie i dlatego nie są klasyfikowane jako gazy, ponieważ gęstość jest zbyt niska. Możliwe, że cząstka podróżuje przez setki mil, aż zderzy się z inną. Nie są również uważane za plazmę, ponieważ nie są naładowane elektrycznie.

W niższych regionach egzosfery można znaleźć wodór, hel, dwutlenek węgla i tlen atomowy, pozostając minimalnie związane z Ziemią przez pole grawitacyjne.

Temperatura w egzosferze

Ze względu na fakt, że egzosfera jest prawie pusta (przez brak interakcji między cząsteczkami) temperatura w warstwie jest stała i zimna.

Co można znaleźć w egzosferze?

Oto kilka przykładów tego, co można znaleźć w egzosferze:

• Kosmiczny teleskop Hubble'a
• Satelity