Билет №22 атмосфера

1. Состав и строение атмосферы.

2. Опасные явления сопровождающие грозу.

3. Прогноз на посадку типа TREND.

1. Атмосфера – воздушная оболочка Земли, принимающая участие в ее суточном и годовом вращении; предмет изучения метеорологии. Атмосфера состоит из смеси ряда газов – воздуха, в котором взвешены коллоидные примеси –капельки, пыль, кристаллы и пр. С высотой состав атмосферного воздуха меняется мало.

Толщина воздушной оболочки Земли составляет около 36000 км, но резкой верхней границы атмосфера не имеет. Давление и плотность атмосферы убывают с высотой. Почти вся масса атмосферного воздуха (99%) сосредоточена в нижних 100км, причем 0,8массы атмосферы приходится на первые 20км, а 0,5 - на первые 5км.

Начиная с высоты около 100км, наряду с молекулярным кислородом и азотом, появляется и атомарный в результате фотодиссоциации молекул, и начинается гравитационное разделение газов.

Выше 300км в атмосфере преобладает атомарный кислород, выше 1000км - гелий и затем атомарный водород. При этом, начиная с высот несколько меньше 100км, часть молекул и атомов атмосферных газов, в особенности кислорода и водорода, является ионизированной, т.е. несет электрические заряды.

По своим свойствам и составу атмосферу можно разделить на два основных слоя: гомосферу (до 94км) и гетеросферу (выше 94км).

Воздух гомосферы однороден по составу входящих в него газов, которые находятся в молекулярном состоянии. По объему он содержит (в %):

Азота 78,09 Криптона 1,0х10^-4

Кислорода 20,95 Водорода 5,0х10^-5

Аргона 0,93 Ксенона 8,0х10^-6

Неона 1,8 х10^-3 Радона 1,0х10^-18

Гелия 5,24х10^-4

В реальных условиях в воздухе всегда присутствует водяной пар (до 4%), углекислый газ (от 0,02 до 0,4%) и различные примеси (пыль, продукты конденсации и кристаллизации, продукты горения, частицы морской соли).

Кроме того, в атмосферном воздухе находится непостоянное количество других газов, а также твердых и жидких аэрозольных примесей (например, водяного пара, углекислого газа, озона, титана, аммиака, перекиси водорода, соединений серы, йода, кристаллов морской соли, продуктов сгорания органических веществ, континентальной пыли).

Водяной пар, углекислый газ и озон являются утеплителями атмосферы, сильно поглощая инфракрасную радиацию.

Углекислый газ образуется при горении и гниении, при вулканических извержениях, в процессе дыхания животных и растений.

Озон образуется в нижних слоях атмосферы под влиянием грозовой деятельности, а также окисления некоторых органических веществ, в верхних слоях – под воздействием ультрафиолетовых лучей Солнца. Количество озона, в отличие от других газов, возрастает снизу вверх, достигая максимума на высоте около 25км. Приведенная толщина слоя озона составляет около 3мм. Этот газ поглощает около 4% солнечной энергии, падающей на землю, особенно в ультрафиолетовой части спектра, губительной для всего живого.

В гетеросфере состав воздуха несколько меняется, а с высоты примерно 100км начинается распад (диссоциация) молекул кислорода и других газов на атомы. На высоте 1000км в атмосферном воздухе уже преобладает гелий, а в самых верхних слоях – атмосферный водород.

В пределах гетеросферы газы, входящие в состав воздуха, в значительной степени находятся в атомарном состоянии, поэтому здесь резко возрастает количество заряженных частиц – ионов, и воздушная среда приобретает свойства, близкие к свойствам плазмы.

Ионизированное состояние воздуха гетеросферы называется ионосферой.

В метеорологии принято делить атмосферу в соответствии с вертикальным распределением температуры на пять основных и четыре промежуточных слоя: тропосфера, стратосфера, мезосфера, экзосфера и тропопауза, стратопауза, мезопауза и термопауза соответственно. (см. Приложения Рис.1.)

Основные слои Высоты (км) Ход температуры

с увеличением высоты

Тропосфера 0-11 падение

Тропопауза 11

Стратосфера 11-51 постоянна, затем рост

Стратопауза 51

Мезосфера 51-86 падение

Мезопауза 86

термосфера 86-800 рост

термопауза 800

Экзосфера 800-3000 рост