Тропосфера: нижний слой атмосферы. Что такое тропосфера? Нижний слой атмосферы и его значение

Одной из особенностей тропосферы является содержание в ней водяного пара. В результате испарения с земной поверхности водяной пар поступает в атмосферу и переносится восходящими воздушными течениями в более высокие ее слои. Каждый объем воздуха, поднимающийся вверх, т. е. попадающий в слои с меньшим давлением, охлаждается. Если это охлаждение оказывается достаточно сильным, то водяной пар начинает конденсироваться и возникают облака. Большая часть облаков формируется в тропосфере. Лишь в нижней стратосфере от случая к случаю появляются тонкие ледяные облака. Облака нижнего яруса лежат в слое до 2500 м, облака среднего яруса - на высотах от 2500 до 6000 м, а выше располагаются облака верхнего яруса. Облака вертикального развития могут простираться до высоты 10 000 м. Если не учитывать туманов, то самый нижний слой тропосферы большей частью бывает безоблачным. Это объясняется особенностями строения этого слоя. Поскольку нижняя и верхняя тропосфера значительно различается по физическим свойствам, то принято говорить о нижнем пограничном слое и лежащем над ним слое адвекции. Существуют различные типы пограничного слоя, отличающиеся друг от друга характером изменения температуры с высотой. Чем медленнее уменьшается в этом слое температура по вертикали, тем больше он отличается по влагосодержанию, запыленности, скорости и направлению ветра от слоя адвекции.
Стратосфера - слой атмосферы, располагающийся на высоте от 11 до 50 км. Характерно незначительное изменение температуры в слое 11-25 км (нижний слой стратосферы) и повышение её в слое 25-40 км от −56,5 до 0,8 °С (верхний слой стратосферы или область инверсии). Достигнув на высоте около 40 км значения около 273 К (почти 0° С), температура остаётся постоянной до высоты около 55 км. Эта область постоянной температуры называется стратопаузой и является границей между стратосферой и мезосферой.
Стратосфера
Именно в стратосфере располагается слой озоносферы («озоновый слой») (на высоте от 15-20 до 55-60 км), который определяет верхний предел жизни в биосфере. Озон (О3) образуется в результате фотохимических реакций наиболее интенсивно на высоте ~30 км. Общая масса О3 составила бы при нормальном давлении слой толщиной 1,7-4,0 мм, но и этого достаточно для поглощения губительного для жизни ультрафиолетового излучения Солнца. Разрушение О3 происходит при его взаимодействии со свободными радикалами, NO, галогенсодержащими соединениями (в т. ч. «фреонами»).

В стратосфере задерживается большая часть коротковолновой части ультрафиолетового излучения (180-200 нм) и происходит трансформация энергии коротких волн. Под влиянием этих лучей изменяются магнитные поля, распадаются молекулы, происходит ионизация, новообразование газов и других химических соединений. Эти процессы можно наблюдать в виде северных сияний, зарниц и других свечений.

Земная атмосфера являет собой газовою оболочку планеты. Нижняя граница атмосферы проходит возле поверхности земли (гидросфера и земная кора), а верхняя граница является область соприкасающеюся космического пространства (122 км). В себе атмосфера содержит много разных элементов. Основные из них: 78% азот, 20% кислород, 1% аргон, углекислый газ, галий неона, водород и тд. Интересные факты можно посмотреть в конце статьи или перейдя по .

Атмосфера имеет четко выраженные слои воздуха. Слои воздуха отличаются между собой температурой, разностью газов и их плотностью и . Нужно отметить, что слои стратосфера и тропосфера защищают Землю от солнечной радиации. В высших слоях живой организм может получить смертельную дозу ультрафиолетового солнечного спектра. Для быстрого перехода к нужному слою атмосферы, нажмите на соответствующий слой:

Тропосфера и тропопауза

Тропосфера — температура, давление, высота

Верхняя граница держится на отметке 8 — 10 км примерно. В умеренных широтах 16 — 18 км, а в полярных 10 — 12 км. Тропосфера — это нижний главный слой атмосферы. В этом слое находится более 80% всей массы атмосферного воздуха и близко 90% всей водяной пары. Именно в тропосфере возникают конвекция и турбулентность, образуются , происходят циклоны. Температура понижается с ростом высоты. Градиент: 0,65 °/100 м. Нагретая земля и вода нагревают прилагающий воздух. Нагретый воздух поднимается в верх, охлаждается и образует облака. Температура в верхних границах слоя может достигать — 50/70 °C.

Именно в этом слое происходят изменения климатических погодных условий. В нижнюю границу тропосферы называют приземным , так как он имеет много летучих микроорганизмов и пыли. Скорость ветра увеличивается с увеличением высоты в этом слое.

Тропопауза

Это переходной слой тропосферы к стратосфере. Здесь прекращается зависимость снижения температуры с повышением высоты. Тропопауза — минимальная высота, где вертикальный градиент температуры падает до 0,2°C/100 м. Высота тропопаузы зависит от сильных климатических проявлений, таких как циклоны. Над циклонами высота тропопаузы понижается, а над антициклонами повышается.

Стратосфера и Стратопауза

Высота слоя стратосферы примерно от 11 до 50 км. Присутствует незначительное изменение температуры на высоте 11 — 25 км. На высоте 25 — 40 км наблюдается инверсия температуры, от 56,5 поднимается до 0,8°C. От 40 км до 55 температура держится на отметке 0°C. Эту область называют — Стратопаузой .

В Стратосфере наблюдают воздействие солнечной радиации на молекулы газа, они диссоциируют на атомы. В этом слое нету почти водяного пара. Современные сверхзвуковые коммерческие самолёты летают на высоте до 20 км из-за стабильных полетных условий. Высотные метеозонды поднимаются на высоту 40 км. Здесь присутствуют устойчивые воздушные течения, скорость их достигает 300 км/ч. Также в этом слое сосредоточен озон , слой который поглощает ультрафиолетовые лучи.

Мезосфера и Мезопауза — состав, реакции, температура

Слой мезосферы начинается примерно на высоте 50 км и заканчивается на отметке 80 — 90 км. Температуры понижается с повышением высоты примерно 0,25-0,3°C/100 м. Основным энергетическим действием здесь является лучистый теплообмен. Сложные фотохимические процессы с участием свободных радикалов (имеет 1 или 2 непарных электронная) т.к. они реализуют свечение атмосферы.

Почти все метеоры сгорают в мезосфере. Ученые назвали эту зону — Игноросферой . Эту зону тяжело исследовать, так как аэродинамическая авиация здесь очень плохая из-за плотности воздуха, которая здесь в 1000 раз меньше чем на Земле. А для запуска искусственных спутников плотность еще очень высокая. Исследования проводят с помощью метеорологических ракет, но это извращенность. Мезопауза переходной слой между мезосферой и термосферой. Имеет температуру минимум -90°C.

Линия Кармана

Линию кармана называют границей между атмосферой Земли и космосом. Согласно международной авиационной федерацией (ФАИ) высота этой границы — 100 км. Такое определения дали в честь американского ученого Теодора Фон Кармана. Он определил, что примерно на этой высоте плотность атмосферы настолько мала, что аэродинамическая авиация здесь становится невозможная, так как скорость летательного устройства должна быть большей первой космической скорости . На такой высоте теряет смысл понятие звуковой барьер. Здесь управлять летательным аппаратом можно лишь за счет реактивных сил.

Термосфера и Термопауза

Верхняя граница этого слоя примерно 800 км. Температура растёт примерно до высоты 300 км где достигает порядка 1500 К. Выше температура остается неизменной. В этом слое происходит полярное сияние — происходит в следствии воздействия солнечной радиации на воздуха. Также этот процесс называют ионизацией атмосферного кислорода.

Из-за малой разряженности воздуха полёты выше линии Кармана реализуемы только по баллистических траекториях. Все пилотируемые орбитальные полеты (кроме полетов на Луну) происходят в этом слое атмосферы.

Экзосфера — плотность, температура, высота

Высота экзосферы выше 700 км. Здесь газ сильно разрежён,и происходит процесс диссипации — утечка частиц в межпланетное пространство. Скорость таких частиц может достигать 11,2 км/сек. Рост солнечной активности приводит к расширению толщины этого слоя.

• Газовая оболочка не улетает в космос из-за земного притяжения. Воздух состоит из частиц, которые имеют свою массу. Из закона тяготения можно вынести то, что каждый объект обладающий массой притягивается к Земли.
• Закон Буйс-Баллота гласит, что если находиться в Северном полушарии и встать спиной к ветру, то справа будет располагаться зона высокого давления, а слева - низкого. В Южном же полушарии все будет наоборот.

τρόπος - «поворот», «изменение» и σφαῖρα - «шар») - нижний, наиболее изученный слой атмосферы , высотой в полярных областях 8-10 км, в умеренных широтах до 10-12 км, на экваторе - 16-18 км .

В тропосфере сосредоточено более 80 % всей массы атмосферного воздуха, сильно развиты турбулентность и конвекция , сосредоточена преобладающая часть водяного пара , возникают облака , формируются и атмосферные фронты , развиваются циклоны и антициклоны , а также другие процессы, определяющие погоду и климат . Происходящие в тропосфере процессы обусловлены, прежде всего, конвекцией.

Часть тропосферы, в пределах которой на земной поверхности возможно зарождение ледников , называется хионосфера .

Напишите отзыв о статье "Тропосфера"

Примечания

Литература

• - статья из Большой советской энциклопедии (3-е издание)

Отрывок, характеризующий Тропосфера

– Пусть позаботятся об этих господах и свезут их в мой бивуак; пускай мой доктор Ларрей осмотрит их раны. До свидания, князь Репнин, – и он, тронув лошадь, галопом поехал дальше.
На лице его было сиянье самодовольства и счастия.
Солдаты, принесшие князя Андрея и снявшие с него попавшийся им золотой образок, навешенный на брата княжною Марьею, увидав ласковость, с которою обращался император с пленными, поспешили возвратить образок.
Князь Андрей не видал, кто и как надел его опять, но на груди его сверх мундира вдруг очутился образок на мелкой золотой цепочке.
«Хорошо бы это было, – подумал князь Андрей, взглянув на этот образок, который с таким чувством и благоговением навесила на него сестра, – хорошо бы это было, ежели бы всё было так ясно и просто, как оно кажется княжне Марье. Как хорошо бы было знать, где искать помощи в этой жизни и чего ждать после нее, там, за гробом! Как бы счастлив и спокоен я был, ежели бы мог сказать теперь: Господи, помилуй меня!… Но кому я скажу это! Или сила – неопределенная, непостижимая, к которой я не только не могу обращаться, но которой не могу выразить словами, – великое всё или ничего, – говорил он сам себе, – или это тот Бог, который вот здесь зашит, в этой ладонке, княжной Марьей? Ничего, ничего нет верного, кроме ничтожества всего того, что мне понятно, и величия чего то непонятного, но важнейшего!»
Носилки тронулись. При каждом толчке он опять чувствовал невыносимую боль; лихорадочное состояние усилилось, и он начинал бредить. Те мечтания об отце, жене, сестре и будущем сыне и нежность, которую он испытывал в ночь накануне сражения, фигура маленького, ничтожного Наполеона и над всем этим высокое небо, составляли главное основание его горячечных представлений.

Тропосфера (от греч. trо́pos - поворот, изменение и Сфера)

нижняя, преобладающая по массе часть земной атмосферы (См. Атмосфера), в которой температура понижается с высотой. Т. простирается в среднем до высот 8-10 км в полярных широтах, 10-12 км в умеренных, 16-18 км в тропических. Над Т. располагается Стратосфера , от которой Т. отделена сравнительно тонким переходным слоем - тропопаузой (См. Тропопауза). В Т. сосредоточено более всей массы атмосферного воздуха. Среднее Атмосферное давление на верхней границе Т. в умеренных широтах менее атмосферного давления у земной поверхности, а в тропических широтах менее. Вся деятельность человека проходит в Т. Самые высокие горы остаются в пределах Т., даже воздушный транспорт лишь частично выходит за пределы Т. - в стратосферу.

Вертикальное распределение температуры в Т. зависит от особенностей поглощения солнечного и земного излучений в Т. и от конвективной передачи тепла. Основной поглотитель излучения в атмосфере - водяной пар, содержание которого с высотой быстро убывает, в связи с чем должна убывать и температура воздуха. Это способствует возникновению конвекции (См. Конвекция), которая переносит нагретый воздух от земной поверхности в атмосферу, чем меняет вертикальное распределение температуры (см. Стратификация атмосферы). В результате в Т. устанавливается средний вертикальный градиент температуры у , равный 0,6°С на 100 м; в нижней части Т. у несколько меньше, а в верхней части больше. Температура воздуха на верхней границе Т. в среднем за год около -55°С в полярных широтах и около -80°С у экватора, летом температура в верхней части Т. всегда значительно ниже нуля. В отдельных случаях распределение температуры может существенно отличаться от среднего. В тех или иных слоях Т., особенно в нижней её части, часто возникают Инверсии температуры , то есть температура с высотой возрастает.

Почти вся масса водяного пара атмосферы сосредоточена в Т., поэтому в ней возникают в основном все Облака . В Т. содержится также и основная масса атмосферных аэрозолей (См. Аэрозоли) (пыли, дыма и др.), поступающих с земной поверхности. В нижней части Т. (в пограничном слое, или слое трения) хорошо выражен суточный ход температуры и влажности воздуха, скорость ветра с высотой быстро возрастает, направление его приближается к направлению изобар. Над этим слоем скорость ветра чаще всего продолжает возрастать, а направление его меняется по-разному, в зависимости от распределения температуры в толще Т. От пограничного слоя до тропопаузы скорость ветра возрастает примерно в 3 раза. В верхней Т., вблизи тропопаузы, наблюдаются очень сильные так называемые струйные течения (См. Струйное течение). Нижний слой Т. в несколько десятков м непосредственно над земной поверхностью (Приземный слой атмосферы) является средой обитания растений, животных и человека. Ветер здесь особенно ослаблен, а влажность повышена; над сушей вертикальные градиенты температуры в дневные часы очень велики, а ночью, наоборот, нередки приземные инверсии температуры.

Система воздушных течений в Т. и нижней стратосфере называется общей циркуляцией атмосферы (См. Циркуляция атмосферы). Для Т. характерно всё время меняющееся горизонтальное расчленение на Воздушные массы , различные по свойствам в зависимости от влияния широты и той подстилающей поверхности, над которой они формируются. На границах между воздушными массами - фронтах атмосферных (См. Фронты атмосферные), развиваются Циклон ы и Антициклон ы, определяющие перемещение воздушных масс и фронтов, а с ними и непериодического изменения погоды у земной поверхности и в вышележащих слоях. Таким образом, в Т., помимо общих квазизональных переносов воздуха (преимущественно с З. на В.), поддерживается междуширотный обмен воздуха, очень важный для условий погоды (См. Погода) и Климат а.

Лит.: Хромов С. П., Метеорология и климатология для географических факультетов, 2 изд., Л., 1968; Хргиан А. Х., Физика атмосферы, Л., 1969; Лайхтман Д. Л., Физика пограничного слоя атмосферы, 2 изд., Л., 1970.

С. П. Хромов.

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Синонимы :

Смотреть что такое "Тропосфера" в других словарях:

Тропосфера … Орфографический словарь-справочник

ТРОПОСФЕРА, нижний слой земной АТМОСФЕРЫ. С ростом высоты температура в тропосфере понижается; именно в пределах этой зоны образуются облака и происходят другие погодные явления. Тропосфера простирается на 16 км над земной поверхностью … Научно-технический энциклопедический словарь

Нижний слой атмосферы, в котором наблюдаются восходящие и нисходящие течения воздуха, а также довольно правильное понижение температуры по мере возрастания высоты (на 5 7° на каждый км). Над Т. начинается стратосфера, где убывание температуры… … Морской словарь

- (от греч. trope поворот, изменение и sphaira шар, сфера), часть атмосферы, расположенная ниже стратосферы: простирается от поверхности Земли до высоты 8 10 км в полярных, 10 12 км в умеренных и 16 18 км в тропических широтах. В тропосфере… … Экологический словарь

тропосфера - ы, ж. troposphère f. <гр. tropos поворот, изменение + sphaire сфера, шар. спец. Нижний слой земной атмосферы, простирающийся от поверхности земли до начала стратосферы и характеризующийся убыванием температуры с высотой. БАС 1. С земной корой… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

тропосфера - Нижний слой атмосферы планеты, содержащий основную ее массу, характеризуемый понижением температуры с высотой. [ГОСТ 25645.143 84] тропосфера Нижняя часть атмосферы Земли, в которой температура уменьшается с увеличением высоты, за исключением… … Справочник технического переводчика

- (от греч. tropos поворот и сфера) нижний, основной слой атмосферы до высоты 8 10 км в полярных, 10 12 км в умеренных и 16 18 км в тропических широтах. В тропосфере сосредоточено более 1/5 всей массы атмосферного воздуха, сильно развиты… … Большой Энциклопедический словарь

ТРОПОСФЕРА, тропосферы, жен. (от греч. tropos поворот и слова сфера) (астр.). Нижний слой атмосферного воздуха, который простирается от поверхности земли до начала стратосферы. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

Тропосфера

Её верхняя граница находится на высоте 8-10 км в полярных, 10-12 км в умеренных и 16-18 км в тропических широтах; зимой ниже, чем летом. Нижний, основной слой атмосферы содержит более 80 % всей массы атмосферного воздуха и около 90 % всего имеющегося в атмосфере водяного пара. В тропосфере сильно развиты турбулентность и конвекция, возникают облака, развиваются циклоны и антициклоны. Температура убывает с ростом высоты со средним вертикальным градиентом 0,65°/100 м

Тропопауза

Переходный слой от тропосферы к стратосфере, слой атмосферы, в котором прекращается снижение температуры с высотой.

Стратосфера

Слой атмосферы, располагающийся на высоте от 11 до 50 км. Характерно незначительное изменение температуры в слое 11-25 км (нижний слой стратосферы) и повышение её в слое 25-40 км от −56,5 до 0,8 °С (верхний слой стратосферы или область инверсии). Достигнув на высоте около 40 км значения около 273 К (почти 0 °C), температура остаётся постоянной до высоты около 55 км. Эта область постоянной температуры называется стратопаузой и является границей между стратосферой и мезосферой.

Стратопауза

Пограничный слой атмосферы между стратосферой и мезосферой. В вертикальном распределении температуры имеет место максимум (около 0 °C).

Мезосфера

Мезосфера начинается на высоте 50 км и простирается до 80-90 км. Температура с высотой понижается со средним вертикальным градиентом (0,25-0,3)°/100 м. Основным энергетическим процессом является лучистый теплообмен. Сложные фотохимические процессы с участием свободных радикалов, колебательно возбуждённых молекул и т. д. обусловливают свечение атмосферы.

Мезопауза

Переходный слой между мезосферой и термосферой. В вертикальном распределении температуры имеет место минимум (около -90 °C).

Линия Кармана

Высота над уровнем моря, которая условно принимается в качестве границы между атмосферой Земли и космосом. Линия Кармана находится на высоте 100 км над уровнем моря.

Граница атмосферы Земли

Термосфера

Верхний предел - около 800 км. Температура растёт до высот 200-300 км, где достигает значений порядка 1500 К, после чего остаётся почти постоянной до больших высот. Под действием ультрафиолетовой и рентгеновской солнечной радиации и космического излучения происходит ионизация воздуха («полярные сияния») - основные области ионосферы лежат внутри термосферы. На высотах свыше 300 км преобладает атомарный кислород. Верхний предел термосферы в значительной степени определяется текущей активностью Солнца. В периоды низкой активности происходит заметное уменьшение размеров этого слоя.

Термопауза

Область атмосферы прилегающая сверху к термосфере. В этой области поглощение солнечного излучения незначительно и температура фактически не меняется с высотой.

Экзосфера (сфера рассеяния)

Атмосферные слои до высоты 120 км

Экзосфера - зона рассеяния, внешняя часть термосферы, расположенная выше 700 км. Газ в экзосфере сильно разрежен, и отсюда идёт утечка его частиц в межпланетное пространство (диссипация).

До высоты 100 км атмосфера представляет собой гомогенную хорошо перемешанную смесь газов. В более высоких слоях распределение газов по высоте зависит от их молекулярных масс, концентрация более тяжёлых газов убывает быстрее по мере удаления от поверхности Земли. Вследствие уменьшения плотности газов температура понижается от 0 °C в стратосфере до −110 °C в мезосфере. Однако кинетическая энергия отдельных частиц на высотах 200-250 км соответствует температуре ~150 °C. Выше 200 км наблюдаются значительные флуктуации температуры и плотности газов во времени и пространстве.

На высоте около 2000-3500 км экзосфера постепенно переходит в так называемый ближнекосмический вакуум, который заполнен сильно разреженными частицами межпланетного газа, главным образом атомами водорода. Но этот газ представляет собой лишь часть межпланетного вещества. Другую часть составляют пылевидные час­тицы кометного и метеорного происхождения. Кроме чрезвычайно разреженных пылевидных частиц, в это пространство проникает электромагнитная и корпускулярная радиация солнечного и галактического происхождения.

На долю тропосферы приходится около 80 % массы атмосферы, на долю стратосферы - около 20 %; масса мезосферы - не более 0,3 %, термосферы - менее 0,05 % от общей массы атмосферы. На основании электрических свойств в атмосфере выделяют нейтросферу и ионосферу. В настоящее время считают, что атмосфера простирается до высоты 2000-3000 км.

В зависимости от состава газа в атмосфере выделяют гомосферу и гетеросферу. Гетеросфера - это область, где гравитация оказывает влияние на разделение газов, так как их перемешивание на такой высоте незначительно. Отсюда следует переменный состав гетеросферы. Ниже её лежит хорошо перемешанная, однородная по составу часть атмосферы, называемая гомосфера. Граница между этими слоями называется турбопаузой, она лежит на высоте около 120 км.