Asul na planeta...

Ang paksang ito ay dapat na lumabas sa site na isa sa mga una. Pagkatapos ng lahat, ang mga helicopter ay atmospheric aircraft. Ang kapaligiran ng daigdig- kanilang, kumbaga, tirahan :-). PERO pisikal na katangian ng hangin tukuyin lamang ang kalidad ng tirahan na ito :-). Kaya iyon ang isa sa mga pangunahing kaalaman. At laging nakasulat ang batayan. Pero ngayon ko lang narealize. Gayunpaman, ito ay mas mahusay, tulad ng alam mo, huli kaysa sa hindi kailanman ... Hayaan ang hawakan ang isyung ito, ngunit nang walang pagkuha sa wilds at hindi kinakailangang mga paghihirap :-).

Kaya… Ang kapaligiran ng daigdig. Ito ang gaseous shell ng ating asul na planeta. Alam ng lahat ang pangalang ito. Bakit asul? Dahil lamang ang "asul" (pati na rin ang asul at kulay-lila) na bahagi ng sikat ng araw (spectrum) ay pinaka-kalat na nakakalat sa atmospera, kaya kulayan ito ng mala-bughaw-asul, kung minsan ay may pahiwatig ng violet (sa isang maaraw na araw, siyempre. :-)) .

Komposisyon ng atmospera ng Earth.

Ang komposisyon ng kapaligiran ay medyo malawak. Hindi ko ilista ang lahat ng mga sangkap sa teksto, mayroong isang magandang paglalarawan para dito. Ang komposisyon ng lahat ng mga gas na ito ay halos pare-pareho, maliban sa carbon dioxide(CO 2 ). Bilang karagdagan, ang kapaligiran ay kinakailangang naglalaman ng tubig sa anyo ng mga singaw, nasuspinde na mga droplet o mga kristal ng yelo. Ang dami ng tubig ay hindi pare-pareho at depende sa temperatura at, sa mas mababang lawak, sa presyon ng hangin. Bilang karagdagan, ang kapaligiran ng Earth (lalo na ang kasalukuyang) ay naglalaman ng at isang tiyak na halaga ng Sasabihin ko ang "anumang masasamang bagay" :-). Ang mga ito ay SO 2, NH 3, CO, HCl, NO, bilang karagdagan mayroong mga mercury vapors Hg. Totoo, ang lahat ng ito ay naroroon sa maliit na dami, salamat sa Diyos :-).

Ang kapaligiran ng daigdig Nakaugalian na hatiin sa ilang mga zone na sumusunod sa bawat isa sa taas sa itaas ng ibabaw.

Ang una, pinakamalapit sa mundo, ay ang troposphere. Ito ang pinakamababa at, wika nga, ang pangunahing layer para sa buhay. iba't ibang uri. Naglalaman ito ng 80% ng masa ng lahat ng hangin sa atmospera (bagaman sa dami nito ay bumubuo lamang ng halos 1% ng buong kapaligiran) at humigit-kumulang 90% ng lahat ng tubig sa atmospera. Ang bulto ng lahat ng hangin, ulap, ulan at niyebe 🙂 ay nagmumula doon. Ang troposphere ay umaabot sa taas na humigit-kumulang 18 km sa mga tropikal na latitude at hanggang 10 km sa mga polar latitude. Bumababa ang temperatura ng hangin dito na may pagtaas ng humigit-kumulang 0.65º sa bawat 100 m.

mga zone ng atmospera.

Ang pangalawang zone ay ang stratosphere. Dapat kong sabihin na ang isa pang makitid na zone ay nakikilala sa pagitan ng troposphere at stratosphere - ang tropopause. Pinipigilan nito ang pagbaba ng temperatura sa taas. Ang tropopause ay may average na kapal na 1.5-2 km, ngunit ang mga hangganan nito ay hindi malinaw at ang troposphere ay madalas na nagsasapawan sa stratosphere.

Kaya ang stratosphere ay may average na taas na 12 km hanggang 50 km. Ang temperatura sa loob nito hanggang sa 25 km ay nananatiling hindi nagbabago (mga -57ºС), pagkatapos ay sa isang lugar hanggang sa 40 km ito ay tumataas sa humigit-kumulang 0ºС at higit pa hanggang sa 50 km ito ay nananatiling hindi nagbabago. Ang stratosphere ay isang medyo tahimik na bahagi ng atmospera ng daigdig. Halos walang masamang kondisyon ng panahon dito. Nasa stratosphere na ang sikat na ozone layer ay matatagpuan sa mga taas mula 15-20 km hanggang 55-60 km.

Ito ay sinusundan ng isang maliit na boundary layer stratopause, kung saan ang temperatura ay nananatili sa paligid ng 0ºС, at pagkatapos ay ang susunod na zone ay ang mesosphere. Ito ay umaabot sa mga taas na 80-90 km, at sa loob nito ang temperatura ay bumaba sa halos 80ºС. Sa mesosphere, kadalasang nakikita ang maliliit na meteor, na nagsisimulang kumikinang dito at nasusunog doon.

Ang susunod na makitid na puwang ay ang mesopause at lampas nito ang thermosphere zone. Ang taas nito ay hanggang sa 700-800 km. Dito ang temperatura ay muling nagsisimulang tumaas at sa mga taas na halos 300 km maaari itong maabot ang mga halaga ng pagkakasunud-sunod ng 1200ºС. Pagkatapos nito, ito ay nananatiling pare-pareho. Ang ionosphere ay matatagpuan sa loob ng thermosphere hanggang sa taas na halos 400 km. Dito, ang hangin ay malakas na ionized dahil sa pagkakalantad sa solar radiation at may mataas na electrical conductivity.

Ang susunod at, sa pangkalahatan, ang huling zone ay ang exosphere. Ito ang tinatawag na scatter zone. Dito, higit sa lahat ay napakabihirang hydrogen at helium (na may nangingibabaw na hydrogen) ay naroroon. Sa mga taas na humigit-kumulang 3000 km, ang exosphere ay dumadaan sa malapit na vacuum sa kalawakan.

Parang ganun sa isang lugar. bakit tungkol sa? Dahil ang mga layer na ito ay medyo may kondisyon. Posible ang iba't ibang pagbabago sa altitude, komposisyon ng mga gas, tubig, temperatura, ionization, at iba pa. Bilang karagdagan, marami pang termino na tumutukoy sa istruktura at estado ng atmospera ng daigdig.

Halimbawa homosphere at heterosphere. Sa una, ang mga atmospheric gas ay mahusay na halo-halong at ang kanilang komposisyon ay medyo homogenous. Ang pangalawa ay matatagpuan sa itaas ng una at halos walang ganoong paghahalo doon. Ang mga gas ay pinaghihiwalay ng gravity. Ang hangganan sa pagitan ng mga layer na ito ay matatagpuan sa taas na 120 km, at ito ay tinatawag na turbopause.

Tapusin natin ang mga tuntunin, ngunit tiyak na idaragdag ko na karaniwang tinatanggap na ang hangganan ng kapaligiran ay matatagpuan sa isang altitude na 100 km sa itaas ng antas ng dagat. Ang hangganang ito ay tinatawag na Karman Line.

Magdaragdag ako ng dalawa pang larawan upang ilarawan ang istruktura ng kapaligiran. Ang una, gayunpaman, ay nasa Aleman, ngunit ito ay kumpleto at sapat na madaling maunawaan :-). Maaari itong palakihin at maisaalang-alang. Ang pangalawa ay nagpapakita ng pagbabago sa temperatura ng atmospera na may altitude.

Ang istraktura ng atmospera ng Earth.

Pagbabago sa temperatura ng hangin na may taas.

Lumilipad ang modernong manned orbital spacecraft sa mga taas na humigit-kumulang 300-400 km. Gayunpaman, hindi na ito aviation, kahit na ang lugar, siyempre, ay malapit na nauugnay sa isang tiyak na kahulugan, at tiyak na pag-uusapan natin ito muli :-).

Ang aviation zone ay ang troposphere. Ang modernong atmospheric na sasakyang panghimpapawid ay maaari ding lumipad sa mas mababang mga layer ng stratosphere. Halimbawa, ang praktikal na kisame ng MIG-25RB ay 23000 m.

Paglipad sa stratosphere.

At eksakto pisikal na katangian ng hangin Tinutukoy ng mga troposphere kung paano ang paglipad, kung gaano kabisa ang sistema ng pagkontrol ng sasakyang panghimpapawid, kung paano ito maaapektuhan ng turbulence sa atmospera, kung paano gagana ang mga makina.

Ang unang pangunahing ari-arian ay temperatura ng hangin. Sa gas dynamics, maaari itong matukoy sa Celsius scale o sa Kelvin scale.

Temperatura t1 sa isang ibinigay na taas H sa sukat ng Celsius ay tinutukoy:

t 1 \u003d t - 6.5N, saan t ay ang temperatura ng hangin sa lupa.

Ang temperatura sa sukat ng Kelvin ay tinatawag ganap na temperatura Ang zero sa sukat na ito ay ganap na zero. Sa absolute zero, humihinto ang thermal motion ng mga molekula. Ang absolute zero sa Kelvin scale ay tumutugma sa -273º sa Celsius na sukat.

Alinsunod dito, ang temperatura T nasa mataas H sa sukat ng Kelvin ay tinutukoy:

T \u003d 273K + t - 6.5H

Presyon ng hangin. Ang presyon ng atmospera ay sinusukat sa Pascals (N / m 2), sa lumang sistema ng pagsukat sa mga atmospheres (atm.). Mayroon ding isang bagay tulad ng barometric pressure. Ito ang presyon na sinusukat sa millimeters ng mercury gamit ang mercury barometer. Barometric pressure (presyon sa antas ng dagat) katumbas ng 760 mm Hg. Art. tinatawag na pamantayan. Sa physics, 1 atm. katumbas lang ng 760 mm Hg.

Densidad ng hangin. Sa aerodynamics, ang pinakakaraniwang ginagamit na konsepto ay ang mass density ng hangin. Ito ang masa ng hangin sa 1 m3 ng volume. Ang density ng hangin ay nagbabago sa taas, ang hangin ay nagiging mas bihira.

Halumigmig ng hangin. Ipinapakita ang dami ng tubig sa hangin. May konsepto" kamag-anak na kahalumigmigan". Ito ang ratio ng masa ng singaw ng tubig sa pinakamataas na posible sa isang naibigay na temperatura. Ang konsepto ng 0%, iyon ay, kapag ang hangin ay ganap na tuyo, ay maaaring umiral sa pangkalahatan lamang sa laboratoryo. Sa kabilang banda, ang 100% na kahalumigmigan ay medyo totoo. Nangangahulugan ito na nasipsip ng hangin ang lahat ng tubig na maaari nitong makuha. Isang bagay na tulad ng isang ganap na "buong espongha". Ang mataas na relatibong halumigmig ay binabawasan ang densidad ng hangin, habang ang mababang relatibong halumigmig ay nagpapataas nito nang naaayon.

Dahil sa ang katunayan na ang mga flight ng sasakyang panghimpapawid ay nagaganap sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon ng atmospera, ang kanilang paglipad at aerodynamic na mga parameter sa isang flight mode ay maaaring magkaiba. Samakatuwid, para sa isang tamang pagtatasa ng mga parameter na ito, ipinakilala namin International Standard Atmosphere (ISA). Ipinapakita nito ang pagbabago sa estado ng hangin sa pagtaas ng altitude.

Ang mga pangunahing parameter ng estado ng hangin sa zero humidity ay kinuha bilang:

presyon P = 760 mm Hg. Art. (101.3 kPa);

temperatura t = +15°C (288 K);

mass density ρ \u003d 1.225 kg / m 3;

Para sa ISA, ipinapalagay (tulad ng nabanggit sa itaas :-)) na bumababa ang temperatura sa troposphere ng 0.65º para sa bawat 100 metro ng altitude.

Karaniwang kapaligiran (halimbawa hanggang 10000 m).

Ang mga talahanayan ng ISA ay ginagamit para sa pag-calibrate ng mga instrumento, pati na rin para sa mga kalkulasyon sa pag-navigate at engineering.

Mga katangiang pisikal hangin isama rin ang mga konsepto tulad ng inertness, lagkit at compressibility.

Ang pagkawalang-galaw ay isang pag-aari ng hangin na nagpapakilala sa kakayahang labanan ang mga pagbabago sa estado ng pahinga o pare-parehong paggalaw ng rectilinear. . Ang sukat ng inertia ay ang mass density ng hangin. Kung mas mataas ito, mas mataas ang inertia at drag force ng medium kapag ang sasakyang panghimpapawid ay gumagalaw dito.

Lagkit. Tinutukoy ang frictional resistance laban sa hangin habang gumagalaw ang sasakyang panghimpapawid.

Sinusukat ng compressibility ang pagbabago sa density ng hangin habang nagbabago ang presyon. Sa mababang bilis ng sasakyang panghimpapawid (hanggang sa 450 km / h), walang pagbabago sa presyon kapag ang daloy ng hangin ay dumadaloy sa paligid nito, ngunit sa mataas na bilis, ang epekto ng compressibility ay nagsisimulang lumitaw. Ang impluwensya nito sa supersonic ay lalo na binibigkas. Ito ay isang hiwalay na lugar ng aerodynamics at isang paksa para sa isang hiwalay na artikulo :-).

Buweno, tila iyon lang sa ngayon ... Oras na upang tapusin ang bahagyang nakakapagod na pag-iisa, na, gayunpaman, ay hindi maaaring ibigay :-). Ang kapaligiran ng daigdig, mga parameter nito, pisikal na katangian ng hangin ay kasinghalaga para sa sasakyang panghimpapawid bilang ang mga parameter ng aparato mismo, at imposibleng hindi banggitin ang mga ito.

Sa ngayon, hanggang sa mga susunod na pagpupulong at mas kawili-wiling mga paksa 🙂 …

P.S. Para sa dessert, iminumungkahi kong manood ng video na kinunan mula sa sabungan ng isang MIG-25PU twin habang lumilipad ito sa stratosphere. Kinunan, tila, ng isang turista na may pera para sa mga naturang flight :-). Kinunan ang karamihan sa pamamagitan ng windshield. Pansinin ang kulay ng langit...

Ang hangin sa atmospera ay binubuo ng nitrogen (77.99%), oxygen (21%), inert gas (1%) at carbon dioxide (0.01%). Ang proporsyon ng carbon dioxide ay tumataas sa paglipas ng panahon dahil sa ang katunayan na ang mga produkto ng pagkasunog ng gasolina ay inilabas sa atmospera, at, bilang karagdagan, ang lugar ng mga kagubatan na sumisipsip ng carbon dioxide at naglalabas ng oxygen ay bumababa.

Ang kapaligiran ay naglalaman din ng isang maliit na halaga ng ozone, na kung saan ay puro sa isang altitude ng tungkol sa 25-30 km at bumubuo ng tinatawag na ozone layer. Ang layer na ito ay lumilikha ng isang hadlang sa solar ultraviolet radiation, na mapanganib para sa mga buhay na organismo ng Earth.

Bilang karagdagan, ang kapaligiran ay naglalaman ng singaw ng tubig at iba't ibang mga dumi - mga particle ng alikabok, abo ng bulkan, uling, at iba pa. Ang konsentrasyon ng mga impurities ay mas mataas malapit sa ibabaw ng lupa at sa ilang mga lugar: sa mga malalaking lungsod, mga disyerto.

Troposphere- mas mababa, naglalaman ito ng karamihan sa hangin at. Ang taas ng layer na ito ay hindi pareho: mula 8-10 km malapit sa tropiko hanggang 16-18 km malapit sa ekwador. sa troposphere ito ay bumababa sa elevation: sa pamamagitan ng 6°C bawat kilometro. Ang panahon ay nabuo sa troposphere, hangin, ulan, ulap, bagyo at anticyclone ay nabuo.

Ang susunod na layer ng atmospera ay stratosphere. Ang hangin sa loob nito ay mas bihira, mayroon itong mas kaunting singaw ng tubig. Ang temperatura sa ibabang bahagi ng stratosphere ay -60 - -80°C at bumababa sa pagtaas ng altitude. Ang ozone layer ay nasa stratosphere. Ang stratosphere ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na bilis ng hangin (hanggang sa 80-100 m / s).

Mesosphere- ang gitnang layer ng atmospera na nasa itaas ng stratosphere sa mga taas mula 50 hanggang S0-S5 km. Ang mesosphere ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagbaba ng average na temperatura na may taas mula 0°C sa ibabang hangganan hanggang -90°C sa itaas na hangganan. Malapit sa itaas na hangganan ng mesosphere, ang mga noctilucent na ulap ay sinusunod, na iluminado ng araw sa gabi. Ang presyon ng hangin sa itaas na hangganan ng mesosphere ay 200 beses na mas mababa kaysa sa ibabaw ng mundo.

Thermosphere- matatagpuan sa itaas ng mesosphere, sa mga altitude mula sa SO hanggang 400-500 km, sa loob nito ang temperatura sa una ay dahan-dahan, at pagkatapos ay mabilis na nagsisimulang tumaas muli. Ang dahilan ay ang pagsipsip ng ultraviolet radiation mula sa Araw sa taas na 150-300 km. Sa thermosphere, ang temperatura ay patuloy na tumataas hanggang sa taas na halos 400 km, kung saan umabot ito sa 700-1500°C (depende sa solar activity). Sa ilalim ng pagkilos ng ultraviolet at X-ray at cosmic radiation, nagaganap din ang air ionization ("polar lights"). Ang mga pangunahing rehiyon ng ionosphere ay nasa loob ng thermosphere.

Exosphere- ang panlabas, pinaka-bihirang layer ng atmospera, nagsisimula ito sa mga taas na 450-000 km, at ang itaas na hangganan na matatagpuan sa layo na ilang libong km mula sa ibabaw ng lupa, kung saan ang konsentrasyon ng mga particle ay nagiging kapareho ng sa interplanetary space. Ang exosphere ay binubuo ng ionized gas (plasma); ang ibaba at gitnang bahagi ng exosphere ay pangunahing binubuo ng oxygen at nitrogen; na may pagtaas sa altitude, ang relatibong konsentrasyon ng mga magaan na gas, lalo na ang ionized hydrogen, ay mabilis na tumataas. Ang temperatura sa exosphere ay 1300-3000°C; dahan-dahan itong lumalaki sa taas. Ang exosphere ay naglalaman ng radiation belt ng Earth.

Ang sobre ng gas sa buong mundo ay tinatawag na atmospera, at ang gas na bumubuo dito ay tinatawag na hangin. Depende sa iba't ibang pisikal at kemikal na katangian, ang atmospera ay nahahati sa mga layer. Ano ang mga layer ng atmospera?

Mga layer ng temperatura ng atmospera

Depende sa distansya mula sa ibabaw ng lupa, nagbabago ang temperatura ng atmospera at, kaugnay nito, tinatanggap ang paghahati nito sa mga sumusunod na layer:
Troposphere. Ito ang "pinakamababang" layer ng temperatura ng atmospera. Sa gitnang latitude, ang taas nito ay 10-12 kilometro, at sa tropiko - 15-16 kilometro. Sa troposphere, bumababa ang temperatura ng hangin sa atmospera sa pagtaas ng altitude, sa average ng humigit-kumulang 0.65 °C sa bawat 100 metro.
Stratosphere. Ang layer na ito ay matatagpuan sa itaas ng troposphere, sa hanay ng altitude na 11-50 kilometro. Sa pagitan ng troposphere at stratosphere ay mayroong transitional atmospheric layer - ang tropopause. Ang average na temperatura ng hangin ng tropopause ay -56.6°C, sa tropiko -80.5°C sa taglamig at -66.5°C sa tag-araw. Ang temperatura ng mas mababang layer ng stratosphere mismo ay dahan-dahang bumababa ng average na 0.2 °C para sa bawat 100 metro, habang ang temperatura ng itaas na layer ay tumataas at sa itaas na hangganan ng stratosphere ang temperatura ng hangin ay 0 °C na.
Mesosphere. Sa hanay ng altitude na 50-95 kilometro, sa itaas ng stratosphere, matatagpuan ang atmospheric layer ng mesosphere. Ito ay nahiwalay sa stratosphere ng stratopause. Ang temperatura ng mesosphere ay bumababa sa pagtaas ng altitude, sa karaniwan, ang pagbaba ay 0.35 ° C para sa bawat 100 metro.
Thermosphere. Ang atmospheric layer na ito ay matatagpuan sa itaas ng mesosphere at pinaghihiwalay mula dito ng mesopause. Ang temperatura ng mesopause ay mula -85 hanggang -90°C, ngunit sa pagtaas ng taas ng thermosphere, ang thermosphere ay umiinit nang husto at sa hanay ng altitude na 200-300 kilometro umabot ito sa 1500°C, pagkatapos nito hindi na nagbabago. Ang pag-init ng thermosphere ay nangyayari bilang isang resulta ng pagsipsip ng ultraviolet radiation mula sa araw sa pamamagitan ng oxygen.

Mga layer ng atmospera, na hinati sa komposisyon ng gas

Ayon sa komposisyon ng gas, ang atmospera ay nahahati sa homosphere at heterosphere. Ang homosphere ay ang mas mababang layer ng atmospera at ang komposisyon ng gas nito ay homogenous. Ang itaas na hangganan ng layer na ito ay dumadaan sa taas na 100 kilometro.

Ang heterosphere ay matatagpuan sa pagitan ng taas mula sa homosphere hanggang sa panlabas na hangganan ng atmospera. Ang komposisyon ng gas nito ay heterogenous, dahil sa ilalim ng impluwensya ng solar at cosmic radiation, ang mga molekula ng hangin ng heterosphere ay nahati sa mga atomo (ang proseso ng photodissociation).

Sa heterosphere, sa panahon ng pagkabulok ng mga molekula sa mga atomo, ang mga sisingilin na particle ay pinakawalan - mga electron at ions, na lumikha ng isang layer ng ionized plasma - ang ionosphere. Ang ionosphere ay matatagpuan mula sa itaas na hangganan ng homosphere hanggang sa taas na 400-500 kilometro, mayroon itong pag-aari na sumasalamin sa mga radio wave, na nagpapahintulot sa amin na magsagawa ng mga komunikasyon sa radyo.

Sa itaas ng 800 kilometro, ang mga molekula ng mga magaan na gas ng atmospera ay nagsisimulang tumakas sa kalawakan, at ang atmospheric layer na ito ay tinatawag na exosphere.

Mga layer ng atmospera at nilalaman ng ozone

Ang maximum na dami ng ozone ( pormula ng kemikal O3) ay nakapaloob sa atmospera sa taas na 20-25 kilometro. Ito ay dahil malaking dami oxygen sa hangin at ang pagkakaroon ng hard solar radiation. Ang mga layer na ito ng atmospera ay tinatawag na ozonosphere. Sa ibaba ng ozonosphere, bumababa ang ozone content sa atmospera.

ATMOSPHERE
gaseous na sobre na nakapalibot sa isang celestial body. Ang mga katangian nito ay nakasalalay sa laki, masa, temperatura, bilis ng pag-ikot at komposisyong kemikal binigay celestial body, at tinutukoy din ng kasaysayan ng pagbuo nito mula sa sandali ng pagsisimula nito. Ang atmospera ng daigdig ay binubuo ng pinaghalong mga gas na tinatawag na hangin. Ang mga pangunahing sangkap nito ay nitrogen at oxygen sa isang ratio na humigit-kumulang 4:1. Ang isang tao ay pangunahing apektado ng estado ng mas mababang 15-25 km ng atmospera, dahil nasa mas mababang layer na ito na ang bulk ng hangin ay puro. Ang agham na nag-aaral sa atmospera ay tinatawag na meteorology, bagaman ang paksa ng agham na ito ay ang panahon at ang epekto nito sa mga tao. Ang estado ng itaas na mga layer ng atmospera, na matatagpuan sa mga altitude mula 60 hanggang 300 at kahit na 1000 km mula sa ibabaw ng Earth, ay nagbabago din. Ang malalakas na hangin, mga bagyo ay umuusbong dito, at ang mga kamangha-manghang electrical phenomena tulad ng paglitaw ng mga aurora. Marami sa mga phenomena na ito ay nauugnay sa mga flux ng solar radiation, cosmic radiation, at magnetic field ng Earth. Ang mga matataas na layer ng atmospera ay isa ring kemikal na laboratoryo, dahil doon, sa ilalim ng mga kondisyon na malapit sa vacuum, ang ilang mga atmospheric gas, sa ilalim ng impluwensya ng isang malakas na daloy ng solar energy, ay pumapasok sa mga reaksiyong kemikal. Ang agham na nag-aaral sa mga magkakaugnay na phenomena at prosesong ito ay tinatawag na pisika ng matataas na layer ng atmospera.
PANGKALAHATANG KATANGIAN NG ATMOSPHERE NG LUPA
Mga sukat. Hanggang sa ginalugad ng mga tumutunog na rocket at artipisyal na satellite ang mga panlabas na layer ng atmospera sa mga distansyang ilang beses na mas malaki kaysa sa radius ng Earth, pinaniniwalaan na habang lumalayo ka sa ibabaw ng mundo, ang atmospera ay unti-unting nagiging bihira at maayos na pumasa sa interplanetary space. . Napagtibay na ngayon na ang enerhiya ay dumadaloy mula sa malalalim na patong ng Araw ay tumagos sa outer space na malayo sa orbit ng Earth, hanggang sa mga panlabas na limitasyon ng Solar System. Ito ang tinatawag na. Ang solar wind ay dumadaloy sa paligid ng magnetic field ng Earth, na bumubuo ng isang pinahabang "cavity" sa loob kung saan ang kapaligiran ng Earth ay puro. Ang magnetic field ng Earth ay kapansin-pansing makitid sa bahagi ng araw na nakaharap sa Araw at bumubuo ng isang mahabang dila, malamang na umaabot sa kabila ng orbit ng Buwan, sa kabaligtaran, sa gilid ng gabi. Ang hangganan ng magnetic field ng Earth ay tinatawag na magnetopause. Sa bahagi ng araw, ang hangganang ito ay dumadaan sa layo na humigit-kumulang pitong radii ng Earth mula sa ibabaw, ngunit sa mga panahon ng pagtaas ng aktibidad ng solar ito ay mas malapit pa sa ibabaw ng Earth. Ang magnetopause ay ang hangganan din ng atmospera ng daigdig, ang panlabas na shell nito ay tinatawag ding magnetosphere, dahil naglalaman ito ng mga sisingilin na particle (ions), na ang paggalaw ay dahil sa magnetic field ng lupa. Ang kabuuang bigat ng mga atmospheric gas ay humigit-kumulang 4.5*1015 tonelada. Kaya, ang "bigat" ng atmospera bawat unit area, o atmospheric pressure, ay humigit-kumulang 11 tonelada/m2 sa antas ng dagat.
Kahalagahan para sa buhay. Ito ay sumusunod mula sa itaas na ang Earth ay pinaghihiwalay mula sa interplanetary space sa pamamagitan ng isang malakas na proteksiyon layer. Ang kalawakan ay natatakpan ng malakas na ultraviolet at X-ray radiation mula sa Araw at kahit na mas mahirap na cosmic radiation, at ang mga ganitong uri ng radiation ay nakapipinsala sa lahat ng nabubuhay na bagay. Sa panlabas na gilid ng atmospera, ang intensity ng radiation ay nakamamatay, ngunit ang isang makabuluhang bahagi nito ay pinanatili ng atmospera na malayo sa ibabaw ng Earth. Ang pagsipsip ng radiation na ito ay nagpapaliwanag ng maraming katangian ng matataas na layer ng atmospera, at lalo na ang mga electrical phenomena na nagaganap doon. Ang pinakamababa, pang-ibabaw na layer ng atmospera ay lalong mahalaga para sa isang tao na nakatira sa punto ng contact ng solid, likido at gas na mga shell ng Earth. Ang itaas na shell ng "solid" na Earth ay tinatawag na lithosphere. Humigit-kumulang 72% ng ibabaw ng Earth ay sakop ng tubig ng mga karagatan, na bumubuo sa karamihan ng hydrosphere. Ang atmospera ay nasa hangganan ng parehong lithosphere at hydrosphere. Ang tao ay naninirahan sa ilalim ng karagatan ng hangin at malapit o sa itaas ng antas ng karagatan ng tubig. Ang interaksyon ng mga karagatang ito ay isa sa mahahalagang salik na tumutukoy sa kalagayan ng atmospera.
Tambalan. Ang mas mababang mga layer ng atmospera ay binubuo ng pinaghalong mga gas (tingnan ang talahanayan). Bilang karagdagan sa mga nakalista sa talahanayan, ang iba pang mga gas ay naroroon din sa anyo ng mga maliliit na impurities sa hangin: ozone, methane, mga sangkap tulad ng carbon monoxide (CO), nitrogen at sulfur oxides, ammonia.

KOMPOSISYON NG ATMOSPHERE

Sa matataas na layer ng atmospera, nagbabago ang komposisyon ng hangin sa ilalim ng impluwensya ng matitigas na radiation mula sa Araw, na humahantong sa pagkasira ng mga molekula ng oxygen sa mga atomo. Ang atomic oxygen ay ang pangunahing bahagi ng matataas na layer ng atmospera. Sa wakas, sa pinakamalayong mga layer ng atmospera mula sa ibabaw ng Earth, ang pinakamagagaan na gas, hydrogen at helium, ang naging pangunahing bahagi. Dahil ang karamihan ng bagay ay puro sa mas mababang 30 km, ang mga pagbabago sa komposisyon ng hangin sa mga taas na higit sa 100 km ay walang kapansin-pansing epekto sa pangkalahatang komposisyon ng atmospera.
Pagpapalitan ng enerhiya. Ang araw ang pangunahing pinagmumulan ng enerhiya na dumarating sa Earth. Ang pagiging nasa layo ng approx. 150 milyong km mula sa Araw, ang Earth ay tumatanggap ng humigit-kumulang isang dalawang bilyong bahagi ng enerhiya na inilalabas nito, pangunahin sa nakikitang bahagi ng spectrum, na tinatawag ng tao na "liwanag". Karamihan sa enerhiya na ito ay hinihigop ng atmospera at lithosphere. Ang lupa ay naglalabas din ng enerhiya, karamihan sa anyo ng malayong infrared radiation. Kaya, ang isang balanse ay itinatag sa pagitan ng enerhiya na natanggap mula sa Araw, ang pag-init ng Earth at ang atmospera, at ang reverse daloy ng thermal enerhiya radiated sa kalawakan. Ang mekanismo ng balanseng ito ay lubhang kumplikado. Ang mga molekula ng alikabok at gas ay nagkakalat ng liwanag, bahagyang sumasalamin dito sa kalawakan ng mundo. Mas sinasalamin ng mga ulap ang papasok na radiation. Ang bahagi ng enerhiya ay direktang hinihigop ng mga molekula ng gas, ngunit karamihan ay sa pamamagitan ng mga bato, halaman at tubig sa ibabaw. Ang singaw ng tubig at carbon dioxide na nasa atmospera ay nagpapadala ng nakikitang radiation ngunit sumisipsip ng infrared radiation. Ang thermal energy ay naiipon pangunahin sa mas mababang mga layer ng atmospera. Ang isang katulad na epekto ay nangyayari sa isang greenhouse kapag ang salamin ay nagpapasok ng liwanag at ang lupa ay uminit. Dahil ang salamin ay medyo malabo sa infrared radiation, ang init ay naiipon sa greenhouse. Ang pag-init ng mas mababang atmospera dahil sa pagkakaroon ng singaw ng tubig at carbon dioxide ay kadalasang tinatawag na greenhouse effect. mahalagang papel ang mga ulap ay may papel sa pagpapanatili ng init sa mas mababang mga layer ng atmospera. Kung ang mga ulap ay mawawala o tumaas ang transparency masa ng hangin, ang temperatura ay hindi maiiwasang bumaba habang ang ibabaw ng Earth ay malayang naglalabas ng thermal energy sa nakapalibot na espasyo. Ang tubig sa ibabaw ng Earth ay sumisipsip ng solar energy at sumingaw, nagiging isang gas - singaw ng tubig, na nag-aalis malaking halaga enerhiya sa mas mababang kapaligiran. Kapag ang singaw ng tubig ay namumuo at bumubuo ng mga ulap o fog, ang enerhiya na ito ay inilalabas sa anyo ng init. Halos kalahati ng solar energy na umaabot sa ibabaw ng mundo ay ginugugol sa pagsingaw ng tubig at pumapasok sa mas mababang atmospera. Kaya, dahil sa epekto ng greenhouse at ang pagsingaw ng tubig, ang kapaligiran ay umiinit mula sa ibaba. Ito ay bahagyang nagpapaliwanag ng mataas na aktibidad ng sirkulasyon nito kumpara sa sirkulasyon ng World Ocean, na nagpapainit lamang mula sa itaas at samakatuwid ay mas matatag kaysa sa kapaligiran.
Tingnan din ang METEOROLOHIYA AT KLIMATOLOHIYA. Bilang karagdagan sa pangkalahatang pag-init ng kapaligiran sa pamamagitan ng solar "liwanag", ang makabuluhang pag-init ng ilan sa mga layer nito ay nangyayari dahil sa ultraviolet at X-ray radiation mula sa Araw. Istruktura. Kung ikukumpara sa mga likido at solid, sa mga gas na sangkap, ang puwersa ng pagkahumaling sa pagitan ng mga molekula ay minimal. Habang tumataas ang distansya sa pagitan ng mga molekula, ang mga gas ay maaaring lumawak nang walang katiyakan kung walang pumipigil sa kanila. Ang mas mababang hangganan ng atmospera ay ang ibabaw ng Earth. Sa mahigpit na pagsasalita, ang hadlang na ito ay hindi malalampasan, dahil ang palitan ng gas ay nangyayari sa pagitan ng hangin at tubig at maging sa pagitan ng hangin at mga bato, ngunit sa kasong ito ang mga salik na ito ay maaaring mapabayaan. Dahil ang atmospera ay isang spherical shell, wala itong mga gilid na hangganan, ngunit isang mas mababang hangganan lamang at isang itaas (panlabas) na hangganan na bukas mula sa gilid ng interplanetary space. Sa pamamagitan ng panlabas na hangganan, ang ilang mga neutral na gas ay tumagas, pati na rin ang daloy ng bagay mula sa nakapalibot na kalawakan. Karamihan sa mga sisingilin na particle, maliban sa mga high-energy cosmic ray, ay nakukuha ng magnetosphere o tinataboy nito. Naaapektuhan din ang atmospera ng puwersa ng grabidad, na nagpapanatili sa shell ng hangin sa ibabaw ng Earth. Ang mga atmospheric gas ay pinipiga ng sarili nitong timbang. Ang compression na ito ay pinakamataas sa mas mababang hangganan ng atmospera, at samakatuwid ang air density ay ang pinakamataas dito. Sa anumang taas sa ibabaw ng lupa, ang antas ng air compression ay nakasalalay sa masa ng nakapatong na haligi ng hangin, kaya bumababa ang density ng hangin sa taas. Ang presyon, katumbas ng masa ng nakapatong na haligi ng hangin sa bawat unit area, ay direktang nauugnay sa density at, samakatuwid, ay bumababa din sa taas. Kung ang atmospera ay isang "ideal na gas" na may pare-parehong komposisyon na independiyente sa taas, isang pare-parehong temperatura, at isang pare-parehong puwersa ng gravity na kumikilos dito, kung gayon ang presyon ay bababa ng isang kadahilanan na 10 para sa bawat 20 km ng altitude. Ang tunay na kapaligiran ay bahagyang naiiba mula sa perpektong gas hanggang sa halos 100 km, at pagkatapos ay bumababa ang presyon nang mas mabagal sa taas, habang nagbabago ang komposisyon ng hangin. Ang mga maliliit na pagbabago sa inilarawan na modelo ay ipinakilala rin sa pamamagitan ng pagbaba ng puwersa ng grabidad na may distansya mula sa gitna ng Earth, na umaabot sa humigit-kumulang. 3% para sa bawat 100 km ng altitude. Hindi tulad ng atmospheric pressure, ang temperatura ay hindi patuloy na bumababa sa altitude. Gaya ng ipinapakita sa fig. 1, bumababa ito sa humigit-kumulang 10 km at pagkatapos ay magsisimulang tumaas muli. Ito ay nangyayari kapag ang oxygen ay sumisipsip ng ultraviolet solar radiation. Sa kasong ito, nabuo ang ozone gas, ang mga molekula nito ay binubuo ng tatlong oxygen atoms (O3). Ito rin ay sumisipsip ng ultraviolet radiation, at samakatuwid ang layer na ito ng atmospera, na tinatawag na ozonosphere, ay umiinit. Mas mataas, ang temperatura ay bumaba muli, dahil mayroong mas kaunting mga molekula ng gas, at ang pagsipsip ng enerhiya ay naaayon na nabawasan. Sa kahit na mas mataas na mga layer, ang temperatura ay tumataas muli dahil sa pagsipsip ng pinakamaikling wavelength na ultraviolet at X-ray radiation mula sa Araw ng atmospera. Sa ilalim ng impluwensya ng malakas na radiation na ito, ang kapaligiran ay ionized, i.e. Ang isang molekula ng gas ay nawawalan ng isang elektron at nakakakuha ng isang positibong singil sa kuryente. Ang mga naturang molekula ay nagiging mga ion na may positibong sisingilin. Dahil sa pagkakaroon ng mga libreng electron at ions, ang layer na ito ng atmospera ay nakakakuha ng mga katangian ng isang electrical conductor. Ito ay pinaniniwalaan na ang temperatura ay patuloy na tumataas sa taas kung saan ang rarefied atmospera ay pumasa sa interplanetary space. Sa layo na ilang libong kilometro mula sa ibabaw ng Earth, malamang na nananaig ang mga temperatura mula 5,000° hanggang 10,000° C. Kahit na ang mga molekula at atomo ay may napakataas na bilis ng paggalaw, at samakatuwid ay mataas ang temperatura, ang rarefied na gas na ito ay hindi "mainit" sa karaniwang kahulugan.. Dahil sa kakaunting bilang ng mga molekula sa matataas na lugar, napakaliit ng kanilang kabuuang thermal energy. Kaya, ang atmospera ay binubuo ng magkahiwalay na mga layer (i.e., isang serye ng mga concentric shell, o mga sphere), ang pagpili nito ay depende sa kung aling ari-arian ang pinaka-interesante. Batay sa karaniwang pamamahagi ng temperatura, ang mga meteorologist ay nakabuo ng isang pamamaraan para sa istruktura ng isang perpektong "gitnang kapaligiran" (tingnan ang Fig. 1).

Troposphere - ang mas mababang layer ng atmospera, na umaabot sa unang thermal minimum (ang tinatawag na tropopause). Ang itaas na limitasyon ng troposphere ay nakasalalay sa heograpikal na latitude (sa tropiko - 18-20 km, sa mapagtimpi na latitude - mga 10 km) at ang oras ng taon. Ang US National Weather Service ay nagsagawa ng soundings malapit polong timog at nagsiwalat ng mga pana-panahong pagbabago sa taas ng tropopause. Noong Marso, ang tropopause ay nasa taas na humigit-kumulang. 7.5 km. Mula Marso hanggang Agosto o Setyembre mayroong patuloy na paglamig ng troposphere, at ang hangganan nito ay tumataas sa maikling panahon noong Agosto o Setyembre hanggang sa taas na humigit-kumulang 11.5 km. Pagkatapos mula Setyembre hanggang Disyembre ay mabilis itong bumaba at umabot sa pinakamababang posisyon nito - 7.5 km, kung saan nananatili ito hanggang Marso, na nagbabago sa loob lamang ng 0.5 km. Ito ay sa troposphere na ang panahon ay pangunahing nabuo, na tumutukoy sa mga kondisyon para sa pagkakaroon ng tao. Karamihan sa mga singaw ng tubig sa atmospera ay puro sa troposphere, at samakatuwid ang mga ulap ay pangunahing nabubuo dito, bagaman ang ilan sa mga ito, na binubuo ng mga kristal ng yelo, ay matatagpuan din sa mas mataas na mga layer. Ang troposphere ay nailalarawan sa pamamagitan ng turbulence at malalakas na agos ng hangin (hangin) at mga bagyo. Sa itaas na troposphere, may malakas na agos ng hangin sa isang mahigpit na tinukoy na direksyon. Ang magulong eddies, tulad ng maliliit na whirlpool, ay nabuo sa ilalim ng impluwensya ng friction at dynamic na interaksyon sa pagitan ng mabagal at mabilis na paggalaw ng masa ng hangin. Dahil karaniwang walang takip ng ulap sa matataas na layer na ito, ang turbulence na ito ay tinutukoy bilang "clear air turbulence".
Stratosphere. Ang itaas na layer ng atmospera ay madalas na maling inilarawan bilang isang layer na may medyo pare-pareho ang temperatura, kung saan ang hangin ay umiihip nang higit pa o mas kaunti at kung saan ang mga meteorolohiko na elemento ay nagbabago nang kaunti. Ang mga itaas na layer ng stratosphere ay umiinit habang ang oxygen at ozone ay sumisipsip ng solar ultraviolet radiation. Ang itaas na hangganan ng stratosphere (stratopause) ay iginuhit kung saan bahagyang tumataas ang temperatura, na umaabot sa isang intermediate maximum, na kadalasang maihahambing sa temperatura ng layer ng hangin sa ibabaw. Batay sa mga obserbasyon na ginawa gamit ang mga eroplano at lobo na inangkop upang lumipad sa isang pare-parehong altitude, ang magulong kaguluhan at malakas na hangin na umiihip sa iba't ibang direksyon ay naitatag sa stratosphere. Tulad ng sa troposphere, ang makapangyarihang air vortices ay nabanggit, na lalong mapanganib para sa high-speed na sasakyang panghimpapawid. Ang malalakas na hangin, na tinatawag na jet stream, ay umiihip sa makipot na mga sona sa mga hangganan ng mapagtimpi na latitude na nakaharap sa mga poste. Gayunpaman, ang mga zone na ito ay maaaring lumipat, mawala at muling lumitaw. Ang mga jet stream ay karaniwang tumagos sa tropopause at lumilitaw sa itaas na troposphere, ngunit ang kanilang bilis ay mabilis na bumababa sa pagbaba ng altitude. Posible na ang bahagi ng enerhiya na pumapasok sa stratosphere (pangunahing ginugol sa pagbuo ng ozone) ay nakakaapekto sa mga proseso sa troposphere. Ang partikular na aktibong paghahalo ay nauugnay sa mga atmospheric na harapan, kung saan ang malawak na daloy ng stratospheric na hangin ay naitala nang malaki sa ibaba ng tropopause, at ang tropospheric na hangin ay iginuhit sa mas mababang mga layer ng stratosphere. Ang makabuluhang pag-unlad ay ginawa sa pag-aaral ng vertical na istraktura ng mas mababang mga layer ng atmospera na may kaugnayan sa pagpapabuti ng pamamaraan ng paglulunsad ng radiosondes sa mga taas na 25-30 km. Ang mesosphere, na matatagpuan sa itaas ng stratosphere, ay isang shell kung saan, hanggang sa taas na 80-85 km, ang temperatura ay bumaba sa pinakamababa para sa kapaligiran sa kabuuan. record breaking mababang temperatura pababa sa -110°C ay nairehistro ng meteorological rockets na inilunsad mula sa US-Canadian installation sa Fort Churchill (Canada). Ang itaas na limitasyon ng mesosphere (mesopause) ay humigit-kumulang na tumutugma sa mas mababang limitasyon ng rehiyon ng aktibong pagsipsip ng X-ray at ang pinakamaikling wavelength na ultraviolet radiation ng Araw, na sinamahan ng pag-init at ionization ng gas. Sa mga polar na rehiyon, madalas na lumilitaw ang mga cloud system sa mesopause sa tag-araw, na sumasakop malaking lugar, ngunit may maliit na vertical na pag-unlad. Ang ganitong mga ulap na kumikinang sa gabi ay kadalasang ginagawang posible upang makita ang malakihang pag-alon ng mga paggalaw ng hangin sa mesosphere. Ang komposisyon ng mga ulap na ito, mga pinagmumulan ng moisture at condensation nuclei, dynamics at kaugnayan sa mga meteorolohiko na kadahilanan ay hindi pa rin sapat na pinag-aralan. Ang thermosphere ay isang layer ng atmospera kung saan ang temperatura ay patuloy na tumataas. Ang lakas nito ay maaaring umabot sa 600 km. Ang presyon at, dahil dito, ang density ng isang gas ay patuloy na bumababa sa taas. Malapit sa ibabaw ng lupa, 1 m3 ng hangin ay naglalaman ng humigit-kumulang. 2.5x1025 molecule, sa taas na humigit-kumulang. 100 km, sa mas mababang mga layer ng thermosphere - humigit-kumulang 1019, sa taas na 200 km, sa ionosphere - 5 * 10 15 at, ayon sa mga kalkulasyon, sa isang altitude ng approx. 850 km - humigit-kumulang 1012 molekula. Sa interplanetary space, ang konsentrasyon ng mga molekula ay 10 8-10 9 bawat 1 m3. Sa taas ng approx. 100 km, ang bilang ng mga molekula ay maliit, at bihira silang magbanggaan sa isa't isa. Ang average na distansya na nilakbay ng isang random na gumagalaw na molekula bago bumangga sa isa pang katulad na molekula ay tinatawag na mean free path nito. Ang layer kung saan ang halagang ito ay tumataas nang labis na ang posibilidad ng intermolecular o interatomic collisions ay maaaring mapabayaan ay matatagpuan sa hangganan sa pagitan ng thermosphere at ng nakapatong na shell (exosphere) at tinatawag na thermal pause. Ang thermopause ay matatagpuan humigit-kumulang 650 km mula sa ibabaw ng mundo. Sa isang tiyak na temperatura, ang bilis ng paggalaw ng isang molekula ay nakasalalay sa masa nito: ang mas magaan na mga molekula ay gumagalaw nang mas mabilis kaysa sa mabibigat. Sa mas mababang kapaligiran, kung saan ang libreng landas ay napakaikli, walang kapansin-pansing paghihiwalay ng mga gas ayon sa kanilang molekular na timbang, ngunit ito ay ipinahayag sa itaas ng 100 km. Bilang karagdagan, sa ilalim ng impluwensya ng ultraviolet at X-ray radiation mula sa Araw, ang mga molekula ng oxygen ay nasira sa mga atomo, na ang masa ay kalahati ng masa ng molekula. Samakatuwid, habang lumalayo ito sa ibabaw ng Earth, nakukuha ng atomic oxygen ang lahat mas malaking halaga sa atmospera at sa taas na humigit-kumulang. 200 km ang nagiging pangunahing bahagi nito. Mas mataas, sa layo na halos 1200 km mula sa ibabaw ng Earth, ang mga magaan na gas - helium at hydrogen - ay nangingibabaw. Sila ang panlabas na layer ng atmospera. Ang paghihiwalay na ito ayon sa timbang, na tinatawag na diffuse separation, ay kahawig ng paghihiwalay ng mga mixture gamit ang centrifuge. Ang exosphere ay ang panlabas na layer ng atmospera, na nakahiwalay sa batayan ng mga pagbabago sa temperatura at mga katangian ng neutral na gas. Ang mga molekula at atomo sa exosphere ay umiikot sa Earth sa mga ballistic orbit sa ilalim ng impluwensya ng gravity. Ang ilan sa mga orbit na ito ay parabolic at katulad ng mga trajectory ng projectiles. Ang mga molekula ay maaaring umikot sa Earth at sa mga elliptical orbit, tulad ng mga satellite. Ang ilang mga molekula, pangunahin ang hydrogen at helium, ay may bukas na mga trajectory at tumakas sa outer space (Larawan 2).

SOLAR-TERRESTRIAL RELATIONSHIP AT ANG KANILANG IMPLUWENSYA SA ATMOSPHERE
atmospheric tides. Ang pagkahumaling ng Araw at Buwan ay nagdudulot ng pagtaas ng tubig sa atmospera, katulad ng pag-agos ng tubig sa lupa at dagat. Ngunit ang mga pagtaas ng tubig sa atmospera ay may makabuluhang pagkakaiba: ang atmospera ay tumutugon nang malakas sa atraksyon ng Araw, habang ang crust at karagatan ng lupa - sa atraksyon ng Buwan. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang kapaligiran ay pinainit ng Araw at, bilang karagdagan sa gravitational tide, isang malakas na thermal tide ang lumitaw. Sa pangkalahatan, ang mga mekanismo ng pagbuo ng atmospheric at sea tides ay magkatulad, maliban na upang mahulaan ang reaksyon ng hangin sa gravitational at thermal effect, kinakailangang isaalang-alang ang compressibility at pamamahagi ng temperatura nito. Hindi lubos na malinaw kung bakit nangingibabaw ang semidiurnal (12-hour) solar tide sa atmospera kaysa sa pang-araw-araw na solar at semidiurnal na lunar tide, bagaman mga puwersang nagtutulak ang huling dalawang proseso ay mas makapangyarihan. Noong nakaraan, pinaniniwalaan na ang isang resonance ay nangyayari sa atmospera, na tiyak na nagpapalaki ng mga oscillations na may 12-oras na panahon. Gayunpaman, ang mga obserbasyon na isinagawa sa tulong ng mga geophysical rocket ay nagpapahiwatig na walang mga dahilan ng temperatura para sa naturang resonance. Sa paglutas ng problemang ito, marahil ay dapat isaalang-alang ng isa ang lahat ng hydrodynamic at thermal features ng atmospera. Sa ibabaw ng lupa malapit sa ekwador, kung saan ang impluwensya ng tidal fluctuations ay pinakamataas, nagbibigay ito ng pagbabago sa atmospheric pressure ng 0.1%. Ang bilis ng tidal winds ay approx. 0.3 km/h. Dahil sa kumplikadong thermal structure ng atmospera (lalo na ang pagkakaroon ng minimum na temperatura sa mesopause), tumindi ang tidal air currents, at, halimbawa, sa taas na 70 km ang kanilang bilis ay humigit-kumulang 160 beses na mas mataas kaysa sa ibabaw ng lupa. , na may mahalagang geopisiko na kahihinatnan. Ito ay pinaniniwalaan na sa ibabang bahagi ng ionosphere (layer E) tidal oscillations ay gumagalaw ng ionized gas patayo sa magnetic field ng Earth, at samakatuwid, ang mga electric current ay lumitaw dito. Ang patuloy na umuusbong na mga sistema ng mga agos sa ibabaw ng Earth ay itinatag sa pamamagitan ng mga perturbation ng magnetic field. Ang mga pagkakaiba-iba ng diurnal ng magnetic field ay mahusay na sumasang-ayon sa mga kinakalkula na halaga, na nakakumbinsi na nagpapatotoo sa pabor sa teorya ng mga mekanismo ng tidal ng "atmospheric dynamo". Ang mga electric current na nagmumula sa ibabang bahagi ng ionosphere (layer E) ay dapat lumipat sa isang lugar, at, samakatuwid, ang circuit ay dapat na sarado. Ang pagkakatulad sa dinamo ay nagiging kumpleto kung isasaalang-alang natin ang paparating na paggalaw bilang gawain ng makina. Ipinapalagay na ang reverse circulation ng electric current ay isinasagawa sa mas mataas na layer ng ionosphere (F), at ang counter flow na ito ay maaaring ipaliwanag ang ilan sa mga kakaibang katangian ng layer na ito. Sa wakas, ang tidal effect ay dapat ding bumuo ng mga pahalang na alon sa E layer at samakatuwid ay sa F layer.
Ionosphere. Sinusubukang ipaliwanag ang mekanismo ng paglitaw ng auroras, mga siyentipiko noong ika-19 na siglo. iminungkahi na sa atmospera mayroong isang zone na may mga particle na may kuryente. Noong ika-20 siglo Ang nakakumbinsi na ebidensya ay nakuha sa eksperimento para sa pagkakaroon ng isang layer na sumasalamin sa mga radio wave sa mga altitude mula 85 hanggang 400 km. Alam na ngayon na ang mga electrical properties nito ay resulta ng atmospheric gas ionization. Samakatuwid, ang layer na ito ay karaniwang tinatawag na ionosphere. Ang epekto sa mga radio wave ay higit sa lahat dahil sa pagkakaroon ng mga libreng electron sa ionosphere, bagaman ang mekanismo ng pagpapalaganap ng mga radio wave ay nauugnay sa pagkakaroon ng malalaking ions. Ang huli ay interesado rin sa pag-aaral ng mga kemikal na katangian ng atmospera, dahil mas aktibo sila kaysa sa mga neutral na atomo at molekula. Ang mga reaksiyong kemikal na nagaganap sa ionosphere ay may mahalagang papel sa enerhiya at balanseng elektrikal nito.
normal na ionosphere. Ang mga obserbasyon na isinagawa sa tulong ng mga geophysical rocket at satellite ay nagbigay ng maraming bagong impormasyon na nagpapahiwatig na ang ionization ng atmospera ay nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng solar radiation. isang malawak na hanay. Ang pangunahing bahagi nito (higit sa 90%) ay puro sa nakikitang bahagi ng spectrum. Ang ultraviolet radiation na may mas maikling wavelength at mas maraming enerhiya kaysa sa violet light rays ay ibinubuga ng hydrogen sa panloob na bahagi ng kapaligiran ng Araw (chromosphere), at ang X-ray radiation, na may mas mataas na enerhiya, ay ibinubuga ng mga gas sa panlabas na shell ng Araw. (corona). Ang normal (average) na estado ng ionosphere ay dahil sa patuloy na malakas na radiation. Ang mga regular na pagbabago ay nangyayari sa normal na ionosphere sa ilalim ng impluwensya ng pang-araw-araw na pag-ikot ng Earth at mga pana-panahong pagkakaiba sa anggulo ng saklaw ng mga sinag ng araw sa tanghali, ngunit ang hindi mahuhulaan at biglaang mga pagbabago sa estado ng ionosphere ay nagaganap din.
Mga kaguluhan sa ionosphere. Tulad ng nalalaman, ang malakas na paulit-ulit na paikot na mga perturbation ay bumangon sa Araw, na umaabot sa maximum tuwing 11 taon. Ang mga obserbasyon sa ilalim ng programa ng International Geophysical Year (IGY) ay kasabay ng panahon ng pinakamataas na aktibidad ng solar para sa buong panahon ng systematic meteorological observations, i.e. mula sa simula ng ika-18 siglo Sa mga panahon ng mataas na aktibidad, ilang beses na tumataas ang ningning ng ilang lugar sa Araw, at nagpapadala sila ng malalakas na pulso ng ultraviolet at X-ray radiation. Ang ganitong mga phenomena ay tinatawag na solar flares. Tumatagal sila mula sa ilang minuto hanggang isa o dalawang oras. Sa panahon ng isang flare, ang solar gas (karamihan ay mga proton at mga electron) ay bumubuga, at ang mga elementarya na particle ay dumadaloy sa kalawakan. Ang electromagnetic at corpuscular radiation ng Araw sa mga sandali ng naturang mga flare ay may malakas na epekto sa kapaligiran ng Earth. Ang unang reaksyon ay sinusunod 8 minuto pagkatapos ng flash, kapag ang matinding ultraviolet at X-ray radiation ay umabot sa Earth. Bilang isang resulta, ang ionization ay tumataas nang husto; ang mga x-ray ay tumagos sa atmospera hanggang sa ibabang hangganan ng ionosphere; ang bilang ng mga electron sa mga layer na ito ay tumataas nang husto na ang mga signal ng radyo ay halos ganap na hinihigop ("extinguished"). Ang karagdagang pagsipsip ng radiation ay nagiging sanhi ng pag-init ng gas, na nag-aambag sa pag-unlad ng hangin. Ang ionized gas ay isang electrical conductor, at kapag ito ay gumagalaw sa magnetic field ng Earth, isang dynamo effect ang lilitaw at isang electric current ay nabuo. Ang ganitong mga alon, sa turn, ay maaaring maging sanhi ng kapansin-pansing mga perturbations ng magnetic field at magpakita ng kanilang sarili sa anyo magnetikong bagyo. Ang paunang yugtong ito ay tumatagal lamang ng maikling panahon, na tumutugma sa tagal ng isang solar flare. Sa panahon ng malalakas na pagsiklab sa Araw, isang daloy ng mga pinabilis na particle ang dumadaloy sa kalawakan. Kapag nakadirekta ito sa Earth, magsisimula ang ikalawang yugto, na may malaking impluwensya sa estado ng atmospera. marami likas na phenomena, kung saan ang mga aurora ay pinakakilala, ay nagpapahiwatig na ang isang makabuluhang bilang ng mga naka-charge na particle ay umaabot sa Earth (tingnan din ang POLAR LIGHTS). Gayunpaman, ang mga proseso ng paghihiwalay ng mga particle na ito mula sa Araw, ang kanilang mga trajectory sa interplanetary space, at ang mga mekanismo ng pakikipag-ugnayan sa magnetic field ng Earth at ang magnetosphere ay hindi pa rin sapat na pinag-aralan. Ang problema ay naging mas kumplikado pagkatapos ng pagtuklas noong 1958 ni James Van Allen ng mga shell na hawak ng geomagnetic field, na binubuo ng mga sisingilin na particle. Ang mga particle na ito ay lumilipat mula sa isang hemisphere patungo sa isa pa, umiikot sa mga spiral sa paligid ng mga linya ng magnetic field. Malapit sa Earth, sa isang taas depende sa hugis ng mga linya ng puwersa at sa enerhiya ng mga particle, mayroong "mga punto ng pagmuni-muni", kung saan binabago ng mga particle ang kanilang direksyon ng paggalaw sa kabaligtaran (Larawan 3). Dahil ang lakas ng magnetic field ay bumababa nang may distansya mula sa Earth, ang mga orbit kung saan gumagalaw ang mga particle na ito ay medyo distorted: ang mga electron ay lumihis sa silangan, at ang mga proton sa kanluran. Samakatuwid, ang mga ito ay ipinamamahagi sa anyo ng mga sinturon sa buong mundo.

Ang ilang mga kahihinatnan ng pag-init ng kapaligiran ng Araw. enerhiyang solar nakakaapekto sa buong kapaligiran. Nabanggit na natin ang mga sinturon na nabuo ng mga sisingilin na particle sa magnetic field ng Earth at umiikot sa paligid nito. Ang mga sinturong ito ay pinakamalapit sa ibabaw ng daigdig sa mga circumpolar na rehiyon (tingnan ang Fig. 3), kung saan ang mga aurora ay sinusunod. Ipinapakita ng Figure 1 na ang mga rehiyon ng aurora sa Canada ay may mas mataas na thermospheric na temperatura kaysa sa mga nasa US Southwest. Malamang na ang mga nahuli na particle ay nagbibigay ng ilan sa kanilang enerhiya sa atmospera, lalo na kapag bumabangga sa mga molekula ng gas malapit sa mga punto ng pagmuni-muni, at umalis sa kanilang mga dating orbit. Ito ay kung paano pinainit ang matataas na layer ng atmospera sa aurora zone. Ang isa pang mahalagang pagtuklas ay ginawa habang pinag-aaralan ang mga orbit ng mga artipisyal na satellite. Si Luigi Iacchia, isang astronomo sa Smithsonian Astrophysical Observatory, ay naniniwala na ang maliliit na paglihis ng mga orbit na ito ay dahil sa mga pagbabago sa density ng atmospera habang ito ay pinainit ng Araw. Iminungkahi niya ang pagkakaroon ng isang maximum na density ng elektron sa ionosphere sa taas na higit sa 200 km, na hindi tumutugma sa solar na tanghali, ngunit sa ilalim ng impluwensya ng mga puwersa ng friction ay nahuhuli ito sa loob ng halos dalawang oras. Sa oras na ito, ang mga halaga ng atmospheric density, tipikal para sa isang altitude na 600 km, ay sinusunod sa isang antas ng approx. 950 km. Bilang karagdagan, ang pinakamataas na konsentrasyon ng elektron ay nakakaranas ng hindi regular na pagbabagu-bago dahil sa panandaliang pagkislap ng ultraviolet at X-ray radiation mula sa Araw. Natuklasan din ni L. Yakkia ang mga panandaliang pagbabagu-bago sa density ng hangin, na tumutugma sa mga solar flare at mga kaguluhan sa magnetic field. Ang mga phenomena na ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagpasok ng mga particle ng solar na pinagmulan sa atmospera ng Earth at ang pag-init ng mga layer kung saan nag-o-orbit ang mga satellite.
ATMOSPHERIC ELECTRICITY
Sa ibabaw na layer ng atmospera, ang isang maliit na bahagi ng mga molekula ay sumasailalim sa ionization sa ilalim ng impluwensya ng mga cosmic ray, radiation ng radioactive mga bato at mga nabubulok na produkto ng radium (pangunahin ang radon) sa hangin mismo. Sa proseso ng ionization, ang isang atom ay nawawalan ng isang elektron at nakakakuha ng isang positibong singil. Ang isang libreng elektron ay mabilis na pinagsama sa isa pang atom, na bumubuo ng isang negatibong sisingilin na ion. Ang mga naturang ipinares na positibo at negatibong mga ion ay may mga sukat ng molekular. Ang mga molekula sa atmospera ay may posibilidad na kumpol sa paligid ng mga ion na ito. Ang ilang mga molekula na pinagsama sa isang ion ay bumubuo ng isang kumplikadong karaniwang tinutukoy bilang isang "light ion". Ang kapaligiran ay naglalaman din ng mga kumplikadong molekula, na kilala sa meteorolohiya bilang condensation nuclei, kung saan, kapag ang hangin ay puspos ng kahalumigmigan, ang proseso ng condensation ay nagsisimula. Ang mga nuclei na ito ay mga particle ng asin at alikabok, pati na rin ang mga pollutant na inilabas sa hangin mula sa pang-industriya at iba pang mga mapagkukunan. Ang mga light ions ay madalas na nakakabit sa naturang nuclei upang bumuo ng "heavy ions". Nasa ilalim ng impluwensya electric field ang mga magaan at mabibigat na ion ay lumilipat mula sa isang rehiyon ng atmospera patungo sa isa pa, na nagdadala ng mga singil sa kuryente. Kahit na ang kapaligiran ay hindi karaniwang itinuturing na isang electrically conductive medium, mayroon itong maliit na halaga ng conductivity. Samakatuwid, ang isang naka-charge na katawan na naiwan sa hangin ay dahan-dahang nawawala ang singil nito. Ang kondaktibiti ng atmospera ay tumataas sa taas dahil sa pagtaas ng intensity ng cosmic radiation, isang pagbawas sa pagkawala ng ion sa ilalim ng mga kondisyon ng higit pa. mababang presyon (at samakatuwid ay may mas malaking mean free path) at dahil din sa mas maliit na bilang ng heavy nuclei. Ang conductivity ng atmospera ay umabot sa pinakamataas na halaga nito sa taas na humigit-kumulang. 50 km, tinatawag na. "antas ng kabayaran". Ito ay kilala na sa pagitan ng ibabaw ng Earth at ang "antas ng kompensasyon" ay palaging may potensyal na pagkakaiba ng ilang daang kilovolts, i.e. pare-pareho ang electric field. Ito ay lumabas na ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng isang tiyak na punto sa hangin sa taas na ilang metro at ang ibabaw ng Earth ay napakalaki - higit sa 100 V. Ang kapaligiran ay may positibong singil, at ang ibabaw ng lupa ay negatibong sisingilin. Dahil ang electric field ay isang lugar, sa bawat punto kung saan mayroong isang tiyak na potensyal na halaga, maaari nating pag-usapan ang tungkol sa isang potensyal na gradient. Sa maaliwalas na panahon, sa loob ng mas mababang ilang metro, ang lakas ng electric field ng atmospera ay halos pare-pareho. Dahil sa mga pagkakaiba sa electrical conductivity ng hangin sa surface layer, ang potensyal na gradient ay napapailalim sa diurnal fluctuations, ang kurso nito ay malaki ang pagkakaiba sa bawat lugar. Sa kawalan ng mga lokal na pinagmumulan ng polusyon sa hangin - sa ibabaw ng mga karagatan, mataas sa mga bundok o sa mga polar na rehiyon - ang pang-araw-araw na kurso ng potensyal na gradient sa malinaw na panahon ay pareho. Ang magnitude ng gradient ay nakasalalay sa unibersal, o Greenwich Mean, Time (UT) at umabot sa maximum sa 19:00 E. Iminungkahi ng Appleton na ang pinakamataas na electrical conductivity na ito ay malamang na tumutugma sa pinakamalaking aktibidad ng thunderstorm sa isang planetary scale. Ang mga paglabas ng kidlat sa panahon ng mga bagyo ay nagdadala ng negatibong singil sa ibabaw ng Earth, dahil ang mga base ng pinakaaktibong cumulonimbus thundercloud ay may malaking negatibong singil. Ang mga tuktok ng thundercloud ay may positibong singil, na, ayon sa mga kalkulasyon ng Holzer at Saxon, ay dumadaloy mula sa kanilang mga tuktok sa panahon ng mga bagyo. Kung walang patuloy na muling pagdadagdag, ang singil sa ibabaw ng daigdig ay magiging neutralisado ng conductivity ng atmospera. Ang pagpapalagay na ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng ibabaw ng mundo at ang "antas ng kompensasyon" ay pinananatili dahil sa mga bagyong may pagkulog at pagkidlat ay sinusuportahan ng istatistikal na data. Halimbawa, ang pinakamataas na bilang ng mga bagyong may pagkidlat ay sinusunod sa lambak ng ilog. Mga Amazona. Kadalasan, nangyayari ang mga bagyo doon sa pagtatapos ng araw, i.e. OK. 19:00 Greenwich Mean Time, kapag ang potensyal na gradient ay nasa pinakamataas nito kahit saan sa mundo. Bukod dito, ang mga pana-panahong pagkakaiba-iba sa hugis ng mga kurba ng pang-araw-araw na pagkakaiba-iba ng potensyal na gradient ay ganap ding sumasang-ayon sa data sa pandaigdigang pamamahagi ng mga bagyong may pagkidlat. Ang ilang mga mananaliksik ay nangangatuwiran na ang pinagmumulan ng electric field ng Earth ay maaaring mula sa panlabas na pinagmulan, dahil ang mga electric field ay pinaniniwalaang umiiral sa ionosphere at magnetosphere. Ang sitwasyong ito ay malamang na nagpapaliwanag ng hitsura ng napakakitid na pahabang anyo ng aurora, katulad ng backstage at mga arko.
(tingnan din ang POLAR LIGHTS). Dahil sa potensyal na gradient at conductivity ng atmospera sa pagitan ng "antas ng kompensasyon" at ibabaw ng Earth, ang mga sisingilin na particle ay nagsisimulang gumalaw: positibong sisingilin ang mga ion - patungo sa ibabaw ng lupa, at negatibong sisingilin - pataas mula dito. Ang kasalukuyang ito ay tinatayang. 1800 A. Bagama't ang halagang ito ay tila malaki, dapat tandaan na ito ay ipinamamahagi sa buong ibabaw ng Earth. Ang kasalukuyang lakas sa isang haligi ng hangin na may base na lugar na 1 m2 ay 4 * 10 -12 A lamang. Sa kabilang banda, ang kasalukuyang lakas sa panahon ng paglabas ng kidlat ay maaaring umabot ng ilang amperes, bagaman, siyempre, tulad ng paglabas. ay may maikling tagal - mula sa mga fraction ng isang segundo hanggang sa isang buong segundo o kaunti pa na may paulit-ulit na paglabas. Ang kidlat ay may malaking interes hindi lamang bilang isang kakaibang kababalaghan ng kalikasan. Ginagawang posible na obserbahan ang isang electric discharge sa isang gaseous medium sa isang boltahe ng ilang daang milyong volts at isang distansya sa pagitan ng mga electrodes ng ilang kilometro. Noong 1750, iminungkahi ni B. Franklin sa Royal Society of London na mag-eksperimento sila sa isang baras na bakal na naayos sa isang insulating base at naka-mount sa isang mataas na tore. Inaasahan niya na kapag ang isang thundercloud ay papalapit sa tore, isang singil ang makokonsentra sa itaas na dulo ng paunang neutral na baras. kabaligtaran ng tanda, at sa ibaba - isang singil ng parehong sign tulad ng sa base ng ulap. Kung ang lakas ng patlang ng kuryente sa panahon ng paglabas ng kidlat ay sapat na tumataas, ang singil mula sa itaas na dulo ng baras ay bahagyang maaalis sa hangin, at ang baras ay magkakaroon ng singil na kapareho ng tanda ng base ng ulap. Ang eksperimento na iminungkahi ni Franklin ay hindi isinagawa sa Inglatera, ngunit ito ay itinayo noong 1752 sa Marly malapit sa Paris ng French physicist na si Jean d'Alembert. Gumamit siya ng isang bakal na 12 m ang haba na ipinasok sa isang bote ng salamin (na nagsilbing isang insulator), ngunit hindi ito inilagay sa tore. Mayo 10 ang kanyang assistant ay nag-ulat na kapag ang isang thundercloud ay nasa ibabaw ng isang baras, ang mga spark ay nabuo kapag ang isang grounded wire ay dinala dito. Si Franklin mismo, na hindi alam ang matagumpay na karanasan na natanto sa France, noong Hunyo ng taong iyon ay nagsagawa ng kanyang sikat na eksperimento sa isang saranggola at naobserbahan ang mga electric spark sa dulo ng isang wire na nakatali dito. sa susunod na taon, sa pag-aaral ng mga singil na nakolekta mula sa baras, nalaman ni Franklin na ang mga base ng thundercloud ay karaniwang negatibong sinisingil. Ang mas detalyadong pag-aaral ng kidlat ay naging posible sa pagtatapos ng ika-19 na siglo. salamat sa pagpapabuti ng mga pamamaraan ng photographic, lalo na pagkatapos ng pag-imbento ng apparatus na may mga umiikot na lente, na naging posible upang ayusin ang mabilis na pagbuo ng mga proseso. Ang ganitong kamera ay malawakang ginamit sa pag-aaral ng mga discharge ng spark. Napag-alaman na may ilang uri ng kidlat, na ang pinakakaraniwan ay linear, flat (intra-cloud) at globular (air discharges). Ang linear na kidlat ay isang spark discharge sa pagitan ng isang ulap at sa ibabaw ng lupa, na sumusunod sa isang channel na may pababang mga sanga. Ang patag na kidlat ay nangyayari sa loob ng isang thundercloud at mukhang mga kislap ng nakakalat na liwanag. Ang mga paglabas ng hangin ng kidlat ng bola, simula sa isang ulap na may kulog, ay kadalasang nakadirekta nang pahalang at hindi umabot sa ibabaw ng lupa.

Ang paglabas ng kidlat ay karaniwang binubuo ng tatlo o higit pang paulit-ulit na paglabas - mga impulses na sumusunod sa parehong landas. Ang mga pagitan sa pagitan ng sunud-sunod na mga pulso ay napakaikli, mula 1/100 hanggang 1/10 s (ito ang nagiging sanhi ng pagkidlat). Sa pangkalahatan, ang flash ay tumatagal ng halos isang segundo o mas kaunti. Ang isang tipikal na proseso ng pagbuo ng kidlat ay maaaring ilarawan bilang mga sumusunod. Una, isang mahinang luminous discharge-leader ang sumugod mula sa itaas patungo sa ibabaw ng lupa. Kapag naabot niya ito, isang maliwanag na kumikinang na reverse, o pangunahing, discharge ay dumadaan mula sa lupa pataas sa channel na inilatag ng pinuno. Ang discharge-leader, bilang panuntunan, ay gumagalaw sa isang zigzag na paraan. Ang bilis ng pagpapalaganap nito ay mula sa isang daan hanggang ilang daang kilometro bawat segundo. Sa kanyang paraan, ito ay nag-ionize ng mga molekula ng hangin, na lumilikha ng isang channel na may mas mataas na kondaktibiti, kung saan ang reverse discharge ay gumagalaw paitaas sa bilis na halos isang daang beses na mas malaki kaysa sa nangunguna sa paglabas. Mahirap matukoy ang laki ng channel, ngunit ang diameter ng leader discharge ay tinatantya sa 1-10 m, at ang reverse discharge, ilang sentimetro. Ang mga paglabas ng kidlat ay lumilikha ng interference sa radyo sa pamamagitan ng pagpapalabas ng mga radio wave sa isang malawak na hanay - mula 30 kHz hanggang sa mga ultra-low frequency. Ang pinakamalaking radiation ng mga radio wave ay malamang na nasa hanay mula 5 hanggang 10 kHz. Ang ganitong low-frequency radio interference ay "concentrated" sa espasyo sa pagitan ng lower boundary ng ionosphere at surface ng earth at may kakayahang magpalaganap sa mga distansyang libu-libong kilometro mula sa pinagmulan.
MGA PAGBABAGO SA ATMOSPHERE
Epekto ng mga meteor at meteorite. Bagama't kung minsan ang mga meteor shower ay gumagawa ng malalim na impresyon sa kanilang mga epekto sa pag-iilaw, ang mga indibidwal na meteor ay bihirang makita. Higit na marami ang mga di-nakikitang meteor, napakaliit para makita sa sandaling sila ay nilamon ng atmospera. Ang ilan sa mga pinakamaliit na meteor ay malamang na hindi umiinit, ngunit nakukuha lamang ng atmospera. Ang mga maliliit na particle na ito ay may sukat mula sa ilang milimetro hanggang sampu-sampung libo ng isang milimetro ay tinatawag na micrometeorite. Ang dami ng meteoric matter na pumapasok sa atmospera araw-araw ay mula 100 hanggang 10,000 tonelada, na karamihan sa bagay na ito ay micrometeorite. Dahil ang meteoric matter ay bahagyang nasusunog sa atmospera, ang komposisyon ng gas nito ay pinupunan ng mga bakas ng iba't ibang elemento ng kemikal. Halimbawa, ang mga meteor na bato ay nagdadala ng lithium sa kapaligiran. Ang pagkasunog ng mga metal na meteor ay humahantong sa pagbuo ng maliliit na spherical iron, iron-nickel at iba pang mga droplet na dumadaan sa atmospera at idineposito sa ibabaw ng lupa. Matatagpuan ang mga ito sa Greenland at Antarctica, kung saan nananatiling halos hindi nagbabago ang mga yelo sa loob ng maraming taon. Nahanap sila ng mga Oceanologist sa ilalim ng mga sediment ng karagatan. Karamihan sa mga partikulo ng meteor na pumapasok sa atmospera ay idineposito sa loob ng humigit-kumulang 30 araw. Ang ilang mga siyentipiko ay naniniwala na ang cosmic dust na ito ay may mahalagang papel sa pagbuo ng atmospheric phenomena tulad ng ulan, dahil ito ay nagsisilbing nuclei ng water vapor condensation. Samakatuwid, ipinapalagay na ang pag-ulan ay nauugnay sa istatistika sa malalaking meteor shower. Gayunpaman, ang ilang mga eksperto ay naniniwala na dahil ang kabuuang input ng meteoric matter ay maraming sampu-sampung beses na mas malaki kaysa sa pinakamalaking meteor shower, ang pagbabago sa kabuuang halaga ng materyal na ito na nangyayari bilang resulta ng isang naturang shower ay maaaring mapabayaan. Gayunpaman, walang duda na ang pinakamalaking micrometeorite at, siyempre, ang nakikitang meteorites ay nag-iiwan ng mahabang bakas ng ionization sa matataas na layer ng atmospera, pangunahin sa ionosphere. Ang ganitong mga bakas ay maaaring gamitin para sa malayuang komunikasyon sa radyo, dahil ang mga ito ay sumasalamin sa mga high-frequency na radio wave. Ang enerhiya ng mga meteor na pumapasok sa atmospera ay ginugugol pangunahin, at marahil ay ganap, sa pag-init nito. Ito ay isa sa mga menor de edad na bahagi ng balanse ng init ng kapaligiran.
Carbon dioxide ng pang-industriyang pinagmulan. Sa panahon ng Carboniferous, ang makahoy na mga halaman ay laganap sa Earth. Karamihan sa carbon dioxide na hinihigop ng mga halaman noong panahong iyon ay naipon sa mga deposito ng karbon at sa mga deposito na nagdadala ng langis. Natutunan ng mga tao na gamitin ang malalaking reserba ng mga mineral na ito bilang isang mapagkukunan ng enerhiya at ngayon ay mabilis na ibinabalik ang carbon dioxide sa sirkulasyon ng mga sangkap. Ang fossil ay malamang na ca. 4*10 13 tonelada ng carbon. Sa nakalipas na siglo, ang sangkatauhan ay nagsunog ng napakaraming fossil fuel na humigit-kumulang 4 * 10 11 toneladang carbon ang muling nakapasok sa atmospera. Mayroong kasalukuyang tinatayang. 2 * 10 12 tonelada ng carbon, at sa susunod na daang taon ang bilang na ito ay maaaring doble dahil sa pagkasunog ng mga fossil fuel. Gayunpaman, hindi lahat ng carbon ay mananatili sa atmospera: ang ilan sa mga ito ay matutunaw sa tubig ng karagatan, ang ilan ay masisipsip ng mga halaman, at ang ilan ay mabibigkis sa proseso ng weathering ng mga bato. Hindi pa mahuhulaan kung gaano karami ang carbon dioxide sa atmospera o kung ano ang magiging epekto nito sa klima ng mundo. Gayunpaman, pinaniniwalaan na ang anumang pagtaas sa nilalaman nito ay magdudulot ng pag-init, bagaman hindi kinakailangan na ang anumang pag-init ay makabuluhang makakaapekto sa klima. Ang konsentrasyon ng carbon dioxide sa atmospera, ayon sa mga resulta ng mga sukat, ay kapansin-pansing tumataas, kahit na sa isang mabagal na bilis. Data ng klima para sa Svalbard at Little America Station sa istante ng yelo Ang Ross sa Antarctica ay nagpapahiwatig ng pagtaas ng average na taunang temperatura sa loob ng humigit-kumulang 50 taon ng 5° at 2.5° C, ayon sa pagkakabanggit.
Ang epekto ng cosmic radiation. Kapag ang mataas na enerhiya na cosmic ray ay nakikipag-ugnayan sa mga indibidwal na bahagi ng atmospera, ang mga radioactive isotopes ay nabuo. Kabilang sa mga ito, ang 14C carbon isotope, na naipon sa mga tisyu ng halaman at hayop, ay namumukod-tangi. Sa pamamagitan ng pagsukat ng radyaktibidad organikong bagay, na hindi nakapagpalit ng carbon sa kapaligiran, maaari mong matukoy ang kanilang edad. Ang paraan ng radiocarbon ay itinatag ang sarili bilang ang pinaka maaasahang paraan pakikipag-date ng mga fossil na organismo at mga bagay ng materyal na kultura, ang edad na hindi hihigit sa 50 libong taon. Ang iba pang radioactive isotopes na may mahabang kalahating buhay ay maaaring gamitin sa petsa ng mga materyales na daan-daang libong taong gulang kung ang pangunahing problema sa pagsukat ng napakababang antas ng radioactivity ay malulutas.
(tingnan din ang RADIOCARBON DATING).
PINAGMULAN NG ATMOSPHERE NG LUPA
Ang kasaysayan ng pagbuo ng kapaligiran ay hindi pa naibalik na ganap na mapagkakatiwalaan. Gayunpaman, natukoy ang ilang posibleng pagbabago sa komposisyon nito. Ang pagbuo ng atmospera ay nagsimula kaagad pagkatapos ng pagbuo ng Earth. Mayroong medyo magandang dahilan upang maniwala na sa proseso ng ebolusyon ng Pra-Earth at ang pagkuha nito ng malapit sa modernong mga sukat at masa, halos ganap na nawala ang orihinal na kapaligiran nito. Ito ay pinaniniwalaan na sa isang maagang yugto ang Earth ay nasa isang molten state at ca. 4.5 bilyong taon na ang nakalilipas, nagkaroon ito ng hugis sa isang solidong katawan. Ang milestone na ito ay kinuha bilang simula ng geological chronology. Mula noon ay nagkaroon ng mabagal na ebolusyon ng atmospera. Ang ilang mga prosesong geological, tulad ng mga pagsabog ng lava sa panahon ng pagsabog ng bulkan, ay sinamahan ng paglabas ng mga gas mula sa bituka ng Earth. Marahil ay kasama nila ang nitrogen, ammonia, methane, singaw ng tubig, carbon monoxide at carbon dioxide. Sa ilalim ng impluwensya ng solar ultraviolet radiation, ang singaw ng tubig ay nabulok sa hydrogen at oxygen, ngunit ang pinakawalan na oxygen ay tumugon sa carbon monoxide upang bumuo ng carbon dioxide. Ang ammonia ay nabulok sa nitrogen at hydrogen. Ang hydrogen sa proseso ng diffusion ay bumangon at umalis sa atmospera, habang ang mas mabibigat na nitrogen ay hindi makatakas at unti-unting naipon, na naging pangunahing bahagi nito, bagaman ang ilan sa mga ito ay nakagapos sa panahon ng mga kemikal na reaksyon. Nasa ilalim ng impluwensya ultraviolet rays at mga de-koryenteng discharge, isang halo ng mga gas, na malamang na naroroon sa orihinal na kapaligiran ng Earth, ay pumasok sa mga kemikal na reaksyon, bilang isang resulta kung saan ang mga organikong sangkap, sa partikular na mga amino acid, ay nabuo. Dahil dito, ang buhay ay maaaring magmula sa isang kapaligiran na sa panimula ay naiiba sa modernong isa. Sa pagdating ng mga primitive na halaman, nagsimula ang proseso ng photosynthesis (tingnan din ang PHOTOSYNTHESIS), na sinamahan ng paglabas ng libreng oxygen. Ang gas na ito, lalo na pagkatapos ng diffusion sa itaas na kapaligiran, ay nagsimulang protektahan ang mas mababang mga layer nito at ang ibabaw ng Earth mula sa nagbabanta sa buhay na ultraviolet at X-ray radiation. Tinataya na ang pagkakaroon ng kasing liit ng 0.00004 ng dami ng oxygen ngayon ay maaaring humantong sa pagbuo ng isang layer na may kalahati ng kasalukuyang konsentrasyon ng ozone, na gayunpaman ay nagbigay ng napakalaking proteksyon mula sa ultraviolet rays. Malamang din na ang pangunahing kapaligiran ay naglalaman ng maraming carbon dioxide. Ito ay natupok sa panahon ng photosynthesis, at ang konsentrasyon nito ay dapat na nabawasan habang ang mundo ng halaman ay umunlad, at dahil din sa pagsipsip sa ilang panahon. mga prosesong heolohikal. Dahil ang epekto ng greenhouse ay nauugnay sa pagkakaroon ng carbon dioxide sa atmospera, naniniwala ang ilang mga siyentipiko na ang pagbabagu-bago sa konsentrasyon nito ay isa sa mga mahahalagang sanhi ng malakihang pagbabago sa klima sa kasaysayan ng Earth, tulad ng panahon ng yelo. Ang helium na nasa modernong atmospera ay malamang na karamihan ay produkto ng radioactive decay ng uranium, thorium, at radium. Ang mga radioactive na elementong ito ay naglalabas ng mga alpha particle, na siyang nuclei ng helium atoms. Dahil walang electrical charge na nalilikha o nawasak sa panahon ng radioactive decay, mayroong dalawang electron para sa bawat alpha particle. Bilang isang resulta, ito ay pinagsama sa kanila, na bumubuo ng mga neutral na helium atoms. Ang mga radioactive na elemento ay nakapaloob sa mga mineral na nakakalat sa kapal ng mga bato, kaya ang isang makabuluhang bahagi ng helium na nabuo bilang isang resulta ng radioactive decay ay naka-imbak sa kanila, na napakabagal na nagbabago sa atmospera. Ang isang tiyak na halaga ng helium ay tumataas sa exosphere dahil sa diffusion, ngunit dahil sa patuloy na pag-agos mula sa ibabaw ng lupa, ang dami ng gas na ito sa atmospera ay hindi nagbabago. Batay sa spectral analysis ng starlight at pag-aaral ng meteorites, posibleng matantya ang relatibong kasaganaan ng iba't ibang elemento ng kemikal sa Uniberso. Ang konsentrasyon ng neon sa kalawakan ay halos sampung bilyong beses na mas mataas kaysa sa Earth, krypton - sampung milyong beses, at xenon - isang milyong beses. Kasunod nito na ang konsentrasyon ng mga inert gas na ito, na orihinal na naroroon sa atmospera ng lupa at hindi napunan sa proseso ng mga reaksiyong kemikal, lubhang nabawasan, marahil kahit na sa yugto ng pagkawala ng Earth ng pangunahing kapaligiran nito. Ang isang pagbubukod ay ang inert gas argon, dahil ito ay nabuo pa rin sa anyo ng 40Ar isotope sa proseso ng radioactive decay ng potassium isotope.
OPTICAL PHENOMENA
Ang iba't ibang mga optical phenomena sa kapaligiran ay dahil sa iba't ibang dahilan. Kabilang sa mga pinakakaraniwang phenomena ang kidlat (tingnan sa itaas) at ang napakagandang aurora borealis at aurora borealis (tingnan din ang POLAR LIGHTS). Bilang karagdagan, ang bahaghari, gal, parhelion (false sun) at mga arko, korona, halos at mga multo ni Brocken, mirages, St. Elmo's fires, luminous clouds, green at twilight rays ay partikular na interesante. Ang Rainbow ay ang pinakamagandang pangyayari sa atmospera. Kadalasan ito ay isang malaking arko, na binubuo ng maraming kulay na mga guhitan, na sinusunod kapag ang Araw ay nag-iilaw lamang ng bahagi ng kalangitan, at ang hangin ay puspos ng mga patak ng tubig, halimbawa, sa panahon ng pag-ulan. Ang mga multi-colored arc ay nakaayos sa isang spectrum sequence (pula, orange, dilaw, berde, cyan, indigo, violet), ngunit ang mga kulay ay halos hindi puro dahil ang mga banda ay nagsasapawan. kadalasan, pisikal na katangian ang mga bahaghari ay naiiba nang malaki, samakatuwid, ayon sa hitsura medyo iba-iba sila. Sila karaniwang tampok ay ang sentro ng arko ay palaging matatagpuan sa isang tuwid na linya na iginuhit mula sa Araw patungo sa nagmamasid. Ang pangunahing bahaghari ay isang arko na binubuo ng pinakamaliwanag na kulay - pula sa labas at lila sa loob. Minsan isang arko lamang ang nakikita, ngunit kadalasan ang pangalawang arko ay lilitaw sa labas ng pangunahing bahaghari. Wala itong maliliwanag na kulay gaya ng una, at ang mga guhit na pula at lila ay nagbabago ng mga lugar: ang pula ay matatagpuan sa loob. Ang pagbuo ng pangunahing bahaghari ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng dobleng repraksyon (tingnan din ang OPTICS) at nag-iisang panloob na pagmuni-muni ng sinag ng araw (tingnan ang Fig. 5). Ang pagtagos sa loob ng isang patak ng tubig (A), ang isang sinag ng liwanag ay na-refracted at nabubulok, tulad ng kapag dumadaan sa isang prisma. Pagkatapos ay umabot ito sa tapat na ibabaw ng drop (B), ay makikita mula dito at lumabas sa drop sa labas (C). Sa kasong ito, ang sinag ng liwanag, bago maabot ang tagamasid, ay na-refracted sa pangalawang pagkakataon. Ang orihinal na puting sinag ay nabubulok sa mga sinag iba't ibang Kulay na may divergence angle na 2°. Kapag nabuo ang pangalawang bahaghari, nagaganap ang dobleng repraksyon at dobleng pagmuni-muni ng mga sinag ng araw (tingnan ang Fig. 6). Sa kasong ito, ang ilaw ay na-refracted, tumagos sa loob ng drop sa pamamagitan ng mas mababang bahagi nito (A), at makikita mula sa panloob na ibabaw ng drop, una sa point B, pagkatapos ay sa point C. Sa point D, ang ilaw ay refracted. , iniiwan ang patak patungo sa nagmamasid.

Sa pagsikat at paglubog ng araw, nakikita ng tagamasid ang bahaghari sa anyo ng isang arko na katumbas ng kalahating bilog, dahil ang axis ng bahaghari ay kahanay sa abot-tanaw. Kung ang Araw ay mas mataas sa itaas ng abot-tanaw, ang arko ng bahaghari ay mas mababa sa kalahating bilog. Kapag ang Araw ay sumikat sa itaas ng 42° sa itaas ng abot-tanaw, ang bahaghari ay nawawala. Kahit saan, maliban sa matataas na latitude, ang bahaghari ay hindi maaaring lumitaw sa tanghali kapag ang Araw ay masyadong mataas. Ito ay kagiliw-giliw na tantiyahin ang distansya sa bahaghari. Kahit na tila ang multi-colored arc ay matatagpuan sa parehong eroplano, ito ay isang ilusyon. Sa katunayan, ang bahaghari ay may malaking lalim, at maaari itong ilarawan bilang ibabaw ng isang guwang na kono, sa tuktok nito ay ang tagamasid. Ang axis ng kono ay nag-uugnay sa Araw, ang tagamasid at ang sentro ng bahaghari. Ang nagmamasid ay tumitingin, parang, sa ibabaw ng kono na ito. Hindi kailanman makikita ng dalawang tao ang eksaktong parehong bahaghari. Siyempre, ang isa ay maaaring obserbahan ang parehong epekto sa pangkalahatan, ngunit ang dalawang bahaghari ay nasa magkaibang mga posisyon at nabuo sa pamamagitan ng iba't ibang mga droplet ng tubig. Kapag ang ulan o ambon ay bumubuo ng isang bahaghari, ang buong optical effect ay nakakamit sa pamamagitan ng pinagsamang epekto ng lahat ng mga patak ng tubig na tumatawid sa ibabaw ng rainbow's cone kasama ang observer sa tuktok. Ang papel ng bawat patak ay panandalian. Ang ibabaw ng rainbow cone ay binubuo ng ilang mga layer. Mabilis na tumatawid sa kanila at dumaan sa isang serye ng mga kritikal na punto, ang bawat patak ay agad na nabubulok Sikat ng araw sa buong spectrum sa isang mahigpit na tinukoy na pagkakasunud-sunod - mula pula hanggang lila. Maraming patak ang tumatawid sa ibabaw ng kono sa parehong paraan, upang ang bahaghari ay lumitaw sa nagmamasid bilang tuluy-tuloy sa kahabaan at sa kabuuan ng arko nito. Halo - puti o iridescent light arc at bilog sa paligid ng disk ng Araw o Buwan. Ang mga ito ay sanhi ng repraksyon o pagmuni-muni ng liwanag ng mga kristal ng yelo o niyebe sa atmospera. Ang mga kristal na bumubuo sa halo ay matatagpuan sa ibabaw ng isang haka-haka na kono na may axis na nakadirekta mula sa tagamasid (mula sa tuktok ng kono) hanggang sa Araw. Sa ilalim ng ilang mga kundisyon, ang atmospera ay puspos ng maliliit na kristal, na marami sa mga mukha ay bumubuo ng isang tamang anggulo sa eroplano na dumadaan sa Araw, ang tagamasid, at ang mga kristal na ito. Ang ganitong mga facet ay sumasalamin sa mga papasok na light ray na may isang paglihis ng 22 °, na bumubuo ng isang halo na mapula-pula sa loob, ngunit maaari rin itong binubuo ng lahat ng mga kulay ng spectrum. Hindi gaanong karaniwan ang isang halo na may angular na radius na 46°, na matatagpuan sa konsentriko sa paligid ng isang 22-degree na halo. Ang panloob na bahagi nito ay mayroon ding mapula-pula na tint. Ang dahilan nito ay ang repraksyon din ng liwanag, na nangyayari sa kasong ito sa mga kristal na mukha na bumubuo ng mga tamang anggulo. Ang lapad ng singsing ng naturang halo ay lumampas sa 2.5°. Ang parehong 46-degree at 22-degree na halos ay may posibilidad na maging pinakamaliwanag sa itaas at ibaba ng ring. Ang pambihirang 90-degree na halo ay isang bahagyang kumikinang, halos walang kulay na singsing na may karaniwang sentro sa dalawa pang halos. Kung ito ay may kulay, ito ay may pulang kulay sa labas ng singsing. Ang mekanismo ng paglitaw ng ganitong uri ng halo ay hindi pa ganap na naipaliwanag (Larawan 7).

Parhelia at arko. Parhelic circle (o circle of false suns) - isang puting singsing na nakasentro sa zenith point, na dumadaan sa Sun parallel sa horizon. Ang dahilan ng pagbuo nito ay ang pagmuni-muni ng sikat ng araw mula sa mga gilid ng mga ibabaw ng mga kristal na yelo. Kung ang mga kristal ay sapat na pantay na ipinamamahagi sa hangin, isang buong bilog ang makikita. Ang parhelia, o mga huwad na araw, ay maliwanag na kumikinang na mga spot na kahawig ng Araw, na bumubuo sa mga punto ng intersection ng parhelic circle na may halo, na may angular na radii na 22°, 46° at 90°. Ang pinakamadalas na nabuo at pinakamaliwanag na parhelion ay nabubuo sa intersection na may 22-degree na halo, kadalasang may kulay sa halos lahat ng kulay ng bahaghari. Ang mga maling araw sa mga intersection na may 46- at 90-degree na halos ay mas madalas na naobserbahan. Ang parhelia na nangyayari sa mga intersection na may 90-degree na halos ay tinatawag na paranthelia, o mga false countersun. Minsan ang isang antelium (counter-sun) ay nakikita rin - isang maliwanag na lugar na matatagpuan sa parhelion ring na eksaktong tapat ng Araw. Ipinapalagay na ang sanhi ng hindi pangkaraniwang bagay na ito ay ang dobleng panloob na pagmuni-muni ng sikat ng araw. Sinusundan ng reflected beam ang parehong landas gaya ng incident beam, ngunit sa magkasalungat na daan. Ang circumzenithal arc, kung minsan ay hindi wastong tinutukoy bilang upper tangent arc ng 46-degree na halo, ay isang arko na 90° o mas kaunti ang nakasentro sa zenith point at humigit-kumulang 46° sa ibabaw ng Araw. Ito ay bihirang makita at sa loob lamang ng ilang minuto, may maliliwanag na kulay, at ang pulang kulay ay nakakulong sa panlabas na bahagi ng arko. Ang circumzenithal arc ay kapansin-pansin para sa kulay, liwanag, at malinaw na mga balangkas nito. Ang isa pang kakaiba at napakabihirang optical effect ng halo type ay ang Lovitz arc. Bumangon sila bilang pagpapatuloy ng parhelia sa intersection ng 22-degree na halo, dumaan mula sa panlabas na bahagi ng halo at bahagyang malukong patungo sa Araw. Ang mga haligi ng mapuputing liwanag, pati na rin ang iba't ibang mga krus, ay minsan nakikita sa madaling araw o dapit-hapon, lalo na sa mga polar na rehiyon, at maaaring sumabay sa Araw at Buwan. Kung minsan, ang lunar halos at iba pang mga epekto na katulad ng mga inilarawan sa itaas ay sinusunod, na ang pinakakaraniwang lunar halo (singsing sa paligid ng Buwan) ay may angular na radius na 22°. Tulad ng mga maling araw, ang mga maling buwan ay maaaring lumitaw. Ang mga korona, o mga korona, ay mga maliliit na concentric na kulay na mga singsing sa paligid ng Araw, Buwan o iba pang maliliwanag na bagay na nakikita paminsan-minsan kapag ang pinagmumulan ng liwanag ay nasa likod ng mga translucent na ulap. Ang corona radius ay mas maliit kaysa sa halo radius at tinatayang. 1-5°, ang asul o violet na singsing ay pinakamalapit sa Araw. Nabubuo ang corona kapag ang liwanag ay nakakalat sa pamamagitan ng maliliit na patak ng tubig na bumubuo ng ulap. Minsan ang korona ay mukhang isang maliwanag na lugar (o halo) na nakapalibot sa Araw (o Buwan), na nagtatapos sa isang mapula-pula na singsing. Sa ibang mga kaso, hindi bababa sa dalawang concentric na singsing na may mas malaking diameter, masyadong mahina ang kulay, ay makikita sa labas ng halo. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay sinamahan ng mga iridescent na ulap. Minsan ang mga gilid ng napakataas na ulap ay pininturahan ng maliliwanag na kulay.
Gloria (halos). AT mga espesyal na kondisyon hindi pangkaraniwang atmospheric phenomena ang nangyayari. Kung ang Araw ay nasa likod ng tagamasid, at ang anino nito ay nakaharap sa malapit na mga ulap o isang kurtina ng fog, sa ilalim ng isang tiyak na estado ng kapaligiran sa paligid ng anino ng ulo ng isang tao, maaari mong makita ang isang kulay na maliwanag na bilog - isang halo. Karaniwan ang gayong halo ay nabuo dahil sa pagmuni-muni ng liwanag ng mga patak ng hamog sa isang madaming damuhan. Ang mga Gloria ay karaniwan din na matatagpuan sa paligid ng anino na inihagis ng eroplano sa nakapailalim na mga ulap.
Ghosts of the Brocken. Sa ilang mga rehiyon ng mundo, kapag ang anino ng isang tagamasid sa isang burol sa pagsikat ng araw o paglubog ng araw ay nahulog sa likuran niya sa mga ulap na matatagpuan sa isang maikling distansya, isang kapansin-pansin na epekto ay ipinahayag: ang anino ay nakakakuha ng malalaking sukat. Ito ay dahil sa repleksiyon at repraksyon ng liwanag ng pinakamaliit na patak ng tubig sa fog. Ang inilarawan na kababalaghan ay tinatawag na "ghost of the Brocken" pagkatapos ng peak sa mga bundok ng Harz sa Germany.
Mirages- isang optical effect na sanhi ng repraksyon ng liwanag kapag dumadaan sa mga layer ng hangin na may iba't ibang densidad at ipinahayag sa hitsura ng isang virtual na imahe. Sa kasong ito, ang malalayong bagay ay maaaring lumabas na itinaas o ibinaba kaugnay ng kanilang aktwal na posisyon, at maaari ding masira at makakuha ng hindi regular, kamangha-manghang mga hugis. Ang mga mirage ay madalas na nakikita sa mainit na klima, tulad ng sa mabuhanging kapatagan. Ang mga mababang mirage ay karaniwan, kapag ang malayo, halos patag na ibabaw ng disyerto ay nagmumula bukas na tubig, lalo na kapag tiningnan mula sa isang bahagyang elevation o sa itaas lamang ng isang layer ng pinainit na hangin. Ang isang katulad na ilusyon ay karaniwang nangyayari sa isang pinainit na sementadong kalsada na mukhang isang ibabaw ng tubig sa malayo. Sa katotohanan, ang ibabaw na ito ay salamin ng kalangitan. Sa ibaba ng antas ng mata, ang mga bagay, kadalasang nakabaligtad, ay maaaring lumitaw sa "tubig" na ito. Ang isang "air puff cake" ay nabuo sa itaas ng pinainit na ibabaw ng lupa, at ang layer na pinakamalapit sa lupa ay ang pinaka-pinainit at napakabihirang na ang mga light wave na dumadaan dito ay nasira, dahil ang kanilang bilis ng pagpapalaganap ay nag-iiba depende sa density ng medium. Ang mga superior na mirage ay hindi gaanong karaniwan at mas maganda kaysa sa mga mababang mirage. Ang mga malalayong bagay (kadalasan sa ibaba ng abot-tanaw ng dagat) ay lumilitaw na nakabaligtad sa kalangitan, at kung minsan ang isang direktang larawan ng parehong bagay ay lumilitaw din sa itaas. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay tipikal para sa malamig na mga rehiyon, lalo na kapag mayroong isang makabuluhang pagbabaligtad ng temperatura, kapag ang isang mas mainit na layer ng hangin ay nasa itaas ng mas malamig na layer. Ang optical effect na ito ay ipinakita bilang isang resulta ng mga kumplikadong pattern ng pagpapalaganap ng harap ng mga light wave sa mga layer ng hangin na may hindi pare-parehong density. Ang mga hindi pangkaraniwang mirage ay nangyayari paminsan-minsan, lalo na sa mga polar na rehiyon. Kapag nangyari ang mga mirage sa lupa, ang mga puno at iba pang bahagi ng landscape ay nakabaligtad. Sa lahat ng mga kaso, ang mga bagay sa itaas na mirage ay mas malinaw na nakikita kaysa sa mga mas mababa. Kapag ang hangganan ng dalawang masa ng hangin ay isang patayong eroplano, ang mga side mirage ay minsan ay sinusunod.
Ang apoy ni Saint Elmo. Ang ilan optical phenomena sa kapaligiran (halimbawa, glow at ang pinakakaraniwang meteorological phenomenon - kidlat) ay elektrikal sa kalikasan. Hindi gaanong karaniwan ang mga apoy ng St. Elmo - matingkad na maputlang asul o lila na mga brush mula 30 cm hanggang 1 m o higit pa ang haba, kadalasan sa tuktok ng mga palo o dulo ng mga yarda ng mga barko sa dagat. Minsan tila ang buong rigging ng barko ay natatakpan ng posporus at kumikinang. Minsan lumilitaw ang apoy ni Elmo sa mga taluktok ng bundok, gayundin sa mga spire at matutulis na sulok ng matataas na gusali. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay brush electric discharges sa mga dulo ng mga de-koryenteng conductor, kapag ang lakas ng electric field ay lubhang nadagdagan sa kapaligiran sa kanilang paligid. Ang Will-o'-the-wisps ay isang malabong mala-bughaw o maberde na glow na kung minsan ay nakikita sa mga latian, sementeryo, at crypts. Madalas na lumilitaw ang mga ito bilang isang mahinahon na nasusunog, hindi nag-iinit, apoy ng kandila na nakataas nang humigit-kumulang 30 cm sa itaas ng lupa, na nag-hover sa ibabaw ng bagay nang ilang sandali. Ang liwanag ay tila ganap na mailap at, habang papalapit ang nagmamasid, tila lumilipat ito sa ibang lugar. Ang dahilan ng hindi pangkaraniwang bagay na ito ay ang agnas ng mga organikong nalalabi at ang kusang pagkasunog ng swamp gas methane (CH4) o phosphine (PH3). May mga wandering lights magkaibang hugis minsan kahit spherical. Green beam - isang flash ng esmeralda berdeng sikat ng araw sa sandaling mawala ang huling sinag ng Araw sa ilalim ng abot-tanaw. Ang pulang bahagi ng sikat ng araw ay unang nawawala, ang lahat ng iba ay sumusunod sa pagkakasunud-sunod, at ang esmeralda berde ay nananatiling huli. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay nangyayari lamang kapag ang pinakadulo lamang ng solar disk ay nananatili sa itaas ng abot-tanaw, kung hindi man ay mayroong pinaghalong mga kulay. Ang mga crepuscular ray ay mga diverging beam ng sikat ng araw na nakikita kapag sila ay nagpapaliwanag ng alikabok sa mataas na kapaligiran. Ang mga anino mula sa mga ulap ay bumubuo ng mga madilim na banda, at ang mga sinag ay nagpapalaganap sa pagitan nila. Ang epektong ito ay nangyayari kapag ang Araw ay mababa sa abot-tanaw bago madaling araw o pagkatapos ng paglubog ng araw.

Troposphere

Ang pinakamataas na limitasyon nito ay nasa taas na 8-10 km sa polar, 10-12 km sa temperate at 16-18 km sa tropikal na latitude; mas mababa sa taglamig kaysa sa tag-araw. Ang mas mababang, pangunahing layer ng atmospera ay naglalaman ng higit sa 80% ng kabuuang masa ng hangin sa atmospera at humigit-kumulang 90% ng lahat ng singaw ng tubig na nasa atmospera. Sa troposphere, ang turbulence at convection ay lubos na nabuo, ang mga ulap ay lumilitaw, ang mga bagyo at anticyclone ay nabuo. Bumababa ang temperatura sa altitude na may average na vertical gradient na 0.65°/100 m

tropopause

Ang transitional layer mula sa troposphere hanggang sa stratosphere, ang layer ng atmospera kung saan humihinto ang pagbaba ng temperatura na may taas.

Stratosphere

Ang layer ng atmospera na matatagpuan sa taas na 11 hanggang 50 km. Karaniwan ang bahagyang pagbabago sa temperatura sa 11-25 km layer (ang ibabang layer ng stratosphere) at ang pagtaas nito sa 25-40 km layer mula -56.5 hanggang 0.8 °C (ang upper stratosphere layer o inversion region). Naabot ang halaga na humigit-kumulang 273 K (halos 0 °C) sa taas na humigit-kumulang 40 km, ang temperatura ay nananatiling pare-pareho hanggang sa isang altitude na humigit-kumulang 55 km. Ang rehiyong ito na may pare-parehong temperatura ay tinatawag na stratopause at ang hangganan sa pagitan ng stratosphere at mesosphere.

Stratopause

Ang boundary layer ng atmospera sa pagitan ng stratosphere at mesosphere. Mayroong maximum sa vertical na pamamahagi ng temperatura (mga 0 °C).

Mesosphere

Nagsisimula ang mesosphere sa taas na 50 km at umaabot hanggang 80-90 km. Bumababa ang temperatura sa taas na may average na vertical gradient na (0.25-0.3)°/100 m. Ang pangunahing proseso ng enerhiya ay ang radiant heat transfer. Ang mga kumplikadong proseso ng photochemical na kinasasangkutan ng mga libreng radikal, mga molekulang nasasabik na vibrational, atbp., ay nagdudulot ng luminescence sa atmospera.

mesopause

Transitional layer sa pagitan ng mesosphere at thermosphere. Mayroong minimum sa vertical na pamamahagi ng temperatura (mga -90 °C).

Linya ng Karman

Altitude sa itaas ng antas ng dagat, na karaniwang tinatanggap bilang hangganan sa pagitan ng atmospera at kalawakan ng Earth. Ang linya ng Karmana ay matatagpuan sa taas na 100 km sa ibabaw ng antas ng dagat.

Hangganan ng atmospera ng daigdig

Thermosphere

Ang itaas na limitasyon ay tungkol sa 800 km. Ang temperatura ay tumataas sa mga altitude ng 200-300 km, kung saan umabot ito sa mga halaga ng pagkakasunud-sunod ng 1500 K, pagkatapos nito ay nananatiling halos pare-pareho hanggang sa mataas na altitude. Sa ilalim ng impluwensya ng ultraviolet at x-ray solar radiation at cosmic radiation, ang hangin ay ionized ("polar lights") - ang mga pangunahing rehiyon ng ionosphere ay nasa loob ng thermosphere. Sa mga altitude na higit sa 300 km, nangingibabaw ang atomic oxygen. Ang itaas na limitasyon ng thermosphere ay higit na tinutukoy ng kasalukuyang aktibidad ng Araw. Sa panahon ng mababang aktibidad, may kapansin-pansing pagbaba sa laki ng layer na ito.

Thermopause

Ang rehiyon ng atmospera sa itaas ng thermosphere. Sa rehiyong ito, ang pagsipsip ng solar radiation ay hindi gaanong mahalaga at ang temperatura ay hindi talaga nagbabago sa taas.

Exosphere (nagkakalat na globo)

Mga layer ng atmospera hanggang sa taas na 120 km

Exosphere - scattering zone, ang panlabas na bahagi ng thermosphere, na matatagpuan sa itaas ng 700 km. Ang gas sa exosphere ay napakabihirang, at samakatuwid ang mga particle nito ay tumagas sa interplanetary space (dissipation).

Hanggang sa taas na 100 km, ang kapaligiran ay isang homogenous, well-mixed mixture ng mga gas. Sa mas mataas na mga layer, ang pamamahagi ng mga gas sa taas ay nakasalalay sa kanilang mga molekular na masa, ang konsentrasyon ng mas mabibigat na gas ay bumababa nang mas mabilis sa distansya mula sa ibabaw ng Earth. Dahil sa pagbaba ng densidad ng gas, bumababa ang temperatura mula 0 °C sa stratosphere hanggang −110 °C sa mesosphere. Gayunpaman, ang kinetic energy ng mga indibidwal na particle sa taas na 200-250 km ay tumutugma sa temperatura na ~150 °C. Sa itaas ng 200 km, ang mga makabuluhang pagbabagu-bago sa temperatura at gas density ay sinusunod sa oras at espasyo.

Sa taas na humigit-kumulang 2000-3500 km, ang exosphere ay unti-unting pumasa sa tinatawag na near space vacuum, na puno ng napakabihirang mga particle ng interplanetary gas, pangunahin ang hydrogen atoms. Ngunit ang gas na ito ay bahagi lamang ng interplanetary matter. Ang kabilang bahagi ay binubuo ng mga particle na tulad ng alikabok ng cometary at meteoric na pinagmulan. Bilang karagdagan sa napakabihirang mga particle na tulad ng alikabok, ang electromagnetic at corpuscular radiation ng solar at galactic na pinagmulan ay tumagos sa espasyong ito.

Ang troposphere ay bumubuo ng halos 80% ng masa ng atmospera, ang stratosphere ay humigit-kumulang 20%; ang masa ng mesosphere ay hindi hihigit sa 0.3%, ang thermosphere ay mas mababa sa 0.05% ng kabuuang masa ng atmospera. Batay sa mga electrical properties sa atmospera, ang neutrosphere at ionosphere ay nakikilala. Sa kasalukuyan ay pinaniniwalaan na ang atmospera ay umaabot sa taas na 2000-3000 km.

Depende sa komposisyon ng gas sa atmospera, ang homosphere at heterosphere ay nakikilala. Ang heterosphere ay isang lugar kung saan ang gravity ay may epekto sa paghihiwalay ng mga gas, dahil ang kanilang paghahalo sa ganoong taas ay bale-wala. Kaya't sinusunod ang variable na komposisyon ng heterosphere. Nasa ibaba nito ang isang halo-halong, homogenous na bahagi ng atmospera, na tinatawag na homosphere. Ang hangganan sa pagitan ng mga layer na ito ay tinatawag na turbopause at nasa taas na humigit-kumulang 120 km.