الكوكب الأزرق ...

كان من المفترض أن يظهر هذا الموضوع في موقع واحد من أوائل. بعد كل شيء ، طائرات الهليكوبتر هي طائرات الغلاف الجوي. الغلاف الجوي للأرض- موطنهم ، إذا جاز التعبير :-). أ الخصائص الفيزيائيةهواءما عليك سوى تحديد جودة هذا الموطن :-). إذن هذه واحدة من الأساسيات. والأساس دائمًا مكتوب أولاً. لكنني أدركت هذا الآن. ومع ذلك ، فمن الأفضل ، كما تعلم ، أن تتأخر أكثر من ألا تأتي أبدًا ... دعنا نتطرق إلى هذه المشكلة ، ولكن دون الدخول في البرية والصعوبات غير الضرورية :-).

لذا… الغلاف الجوي للأرض. هذه هي القشرة الغازية لكوكبنا الأزرق. الجميع يعرف هذا الاسم. لماذا اللون الأزرق؟ ببساطة لأن المكون "الأزرق" (وكذلك الأزرق والبنفسجي) ضوء الشمس(الطيف) منتشر جيدًا في الغلاف الجوي ، وبالتالي تلوينه باللون الأزرق المزرق ، وأحيانًا مع تلميح من البنفسجي (في يوم مشمس ، بالطبع :-)).

تكوين الغلاف الجوي للأرض.

تكوين الغلاف الجوي واسع جدًا. لن أسرد جميع المكونات في النص ، فهناك توضيح جيد لذلك ، فتركيب كل هذه الغازات يكاد يكون ثابتًا ، باستثناء ثاني أكسيد الكربون (CO 2). بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي الغلاف الجوي بالضرورة على الماء على شكل أبخرة أو قطرات معلقة أو بلورات ثلجية. كمية الماء ليست ثابتة وتعتمد على درجة الحرارة وبدرجة أقل على ضغط الهواء. بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي الغلاف الجوي للأرض (خاصة الغلاف الحالي) أيضًا على قدر معين ، أود أن أقول "كل أنواع القذارة" :-). هذه هي SO 2 ، NH 3 ، CO ، HCl ، NO ، بالإضافة إلى أبخرة الزئبق Hg. صحيح كل هذا موجود بكميات قليلة الحمد لله :-).

الغلاف الجوي للأرضمن المعتاد التقسيم إلى عدة مناطق تتبع بعضها البعض في الارتفاع فوق السطح.

الأول ، الأقرب إلى الأرض ، هو طبقة التروبوسفير. هذه هي الطبقة الدنيا والأساسية للحياة. نوع مختلف. يحتوي على 80٪ من الكتلة الكلية الهواء الجوي(على الرغم من أنها تشكل من حيث الحجم حوالي 1٪ فقط من الغلاف الجوي بأكمله) وحوالي 90٪ من الغلاف الجوي بأكمله مياه الغلاف الجوي. يأتي الجزء الأكبر من الرياح والسحب والأمطار والثلوج من هناك. يمتد التروبوسفير على ارتفاعات تبلغ حوالي 18 كم. خطوط العرض الاستوائيةوما يصل إلى 10 كم في القطبين. تنخفض درجة حرارة الهواء فيه بارتفاع يقارب 0.65 درجة مئوية لكل 100 متر.

مناطق الغلاف الجوي.

المنطقة الثانية هي الستراتوسفير. يجب أن أقول أن هناك منطقة ضيقة أخرى تتميز بين التروبوسفير والستراتوسفير - التروبوبوز. يوقف انخفاض درجة الحرارة مع الارتفاع. يبلغ متوسط ​​سمك التروبوبوز 1.5-2 كم ، ولكن حدوده غير واضحة وغالبًا ما يتداخل التروبوسفير مع الستراتوسفير.

لذلك يبلغ متوسط ​​ارتفاع الستراتوسفير 12 كم إلى 50 كم. تظل درجة الحرارة فيه حتى 25 كم دون تغيير (حوالي -57 درجة مئوية) ، ثم في مكان ما يصل إلى 40 كم ترتفع إلى حوالي 0 درجة مئوية ويظل كذلك حتى 50 كم دون تغيير. طبقة الستراتوسفير هي جزء هادئ نسبيًا من الغلاف الجوي للأرض. سلبي طقسإنه غائب عمليا. تقع طبقة الأوزون الشهيرة في الستراتوسفير على ارتفاعات تتراوح من 15 إلى 20 كم إلى 55-60 كم.

يتبع ذلك طبقة حدودية صغيرة ، درجة الحرارة التي لا تزال حوالي 0 درجة مئوية ، ثم المنطقة التاليةالميزوسفير. يمتد على ارتفاعات 80-90 كم ، وتنخفض درجة الحرارة فيه إلى حوالي 80 درجة مئوية. في طبقة الميزوسفير ، عادة ما تصبح الشهب الصغيرة مرئية ، والتي تبدأ في التوهج فيها وتحترق هناك.

الفجوة الضيقة التالية هي الميزوبوز وما وراءه منطقة الغلاف الحراري. ارتفاعها يصل إلى 700-800 كم. هنا تبدأ درجة الحرارة في الارتفاع مرة أخرى وعلى ارتفاعات حوالي 300 كم يمكن أن تصل إلى قيم 1200 درجة مئوية. بعد ذلك ، تظل ثابتة. يقع الأيونوسفير داخل الغلاف الحراري على ارتفاع يصل إلى حوالي 400 كم. هنا الهواء شديد التأين بسبب التأثير اشعاع شمسيولها موصلية كهربائية عالية.

المنطقة التالية ، وبشكل عام ، المنطقة الأخيرة هي الغلاف الخارجي. هذه هي المنطقة المبعثرة المزعومة. هنا ، يوجد بشكل أساسي الهيدروجين والهيليوم النادر جدًا (مع غلبة الهيدروجين). على ارتفاع حوالي 3000 كم ، يمر الغلاف الخارجي في الفراغ القريب من الفضاء.

إنه مثل هذا في مكان ما. لماذا حول؟ لأن هذه الطبقات شرطية نوعًا ما. من الممكن حدوث تغييرات مختلفة في الارتفاع وتكوين الغازات والماء ودرجة الحرارة والتأين وما إلى ذلك. بالإضافة إلى ذلك ، هناك العديد من المصطلحات التي تحدد بنية وحالة الغلاف الجوي للأرض.

على سبيل المثال Homosphere و heterosphere. في الحالة الأولى ، تختلط غازات الغلاف الجوي جيدًا ويكون تركيبها متجانسًا تمامًا. يقع الثاني فوق الأول ولا يوجد عملياً مثل هذا الاختلاط هناك. يتم فصل الغازات عن طريق الجاذبية. الحد الفاصل بين هذه الطبقات يقع على ارتفاع 120 كم ويسمى تربوباس.

لننتهي من المصطلحات ، لكنني سأضيف بالتأكيد أنه من المقبول تقليديًا أن حدود الغلاف الجوي تقع على ارتفاع 100 كيلومتر فوق مستوى سطح البحر. هذه الحدود تسمى خط كرمان.

سأضيف صورتين أخريين لتوضيح بنية الغلاف الجوي. الأول ، مع ذلك ، باللغة الألمانية ، لكنه كامل وسهل بما يكفي لفهم :-). يمكن تكبيرها ودراستها جيدًا. يوضح الثاني التغير في درجة حرارة الغلاف الجوي مع الارتفاع.

هيكل الغلاف الجوي للأرض.

تغير في درجة حرارة الهواء مع الارتفاع.

المركبات الفضائية المدارية المأهولة الحديثة تطير على ارتفاعات تتراوح بين 300 و 400 كيلومتر. ومع ذلك ، لم يعد هذا هو الطيران ، على الرغم من أن المنطقة ، بالطبع ، مرتبطة ارتباطًا وثيقًا إلى حد ما ، وسوف نتحدث عنها بالتأكيد مرة أخرى :-).

منطقة الطيران هي طبقة التروبوسفير. يمكن للطائرات الحديثة في الغلاف الجوي أيضًا الطيران في الطبقات السفلى من الستراتوسفير. على سبيل المثال ، يبلغ السقف العملي لـ MIG-25RB 23000 متر.

رحلة في الستراتوسفير.

وبالضبط الخصائص الفيزيائية للهواءتحدد التروبوسفير كيف ستكون الرحلة ، ومدى فعالية نظام التحكم في الطائرة ، وكيف ستؤثر الاضطرابات في الغلاف الجوي عليها ، وكيف ستعمل المحركات.

الملكية الرئيسية الأولى هي درجة حرارة الهواء. في ديناميكيات الغاز ، يمكن تحديده على مقياس سلزيوس أو مقياس كلفن.

درجة حرارة t1على ارتفاع معين حعلى مقياس مئوية يتم تحديده:

ر 1 \ u003d ر - 6.5N، أين رهي درجة حرارة الهواء على الأرض.

درجة الحرارة على مقياس كلفن تسمى درجة الحرارة المطلقةالصفر على هذا المقياس هو الصفر المطلق. في الصفر المطلقتتوقف الحركة الحرارية للجزيئات. الصفر المطلقعلى مقياس كلفن يتوافق مع -273 درجة مئوية على مقياس سلزيوس.

تبعا لذلك ، درجة الحرارة تيعلى ارتفاع حعلى مقياس كلفن يتم تحديده:

T \ u003d 273K + t - 6.5H

ضغط جوي. يقاس الضغط الجوي بالباسكال (N / m 2) ، في النظام القديم للقياس في الغلاف الجوي (atm.). يوجد أيضًا شيء مثل الضغط الجوي. هذا هو الضغط المقاس بالمليمترات عمود الزئبقباستخدام مقياس الزئبق. الضغط الجوي(الضغط عند مستوى سطح البحر) يساوي 760 ملم زئبق. فن. يسمى المعيار. في الفيزياء ، 1 أجهزة الصراف الآلي. فقط يساوي 760 ملم زئبق.

كثافة الهواء. في الديناميكا الهوائية ، المفهوم الأكثر شيوعًا هو كثافة كتلة الهواء. هذه هي كتلة الهواء في 1 م 3 من الحجم. تتغير كثافة الهواء مع الارتفاع ، فيصبح الهواء أرق.

رطوبة الجو. يظهر كمية الماء في الهواء. هناك مفهوم " الرطوبة النسبية ". هذه هي نسبة كتلة بخار الماء إلى أقصى حد ممكن عند درجة حرارة معينة. يمكن أن يوجد مفهوم 0٪ ، أي عندما يكون الهواء جافًا تمامًا ، بشكل عام في المختبر فقط. من ناحية أخرى ، فإن الرطوبة بنسبة 100٪ حقيقية تمامًا. هذا يعني أن الهواء قد امتص كل الماء الذي يمكنه امتصاصه. شيء من هذا القبيل تماما "الإسفنج الكامل". تقلل الرطوبة النسبية العالية من كثافة الهواء ، بينما تزيد الرطوبة النسبية المنخفضة وفقًا لذلك.

يرجع ذلك إلى حقيقة أن رحلات الطائرات تحدث بشكل مختلف الأحوال الجوية، ثم يمكن أن تكون معلمات الرحلة والديناميكية الهوائية في وضع طيران واحد مختلفة. لذلك ، من أجل التقييم الصحيح لهذه المعلمات ، قدمنا الغلاف الجوي القياسي الدولي (ISA). يظهر التغير في حالة الهواء مع الارتفاع في الارتفاع.

تؤخذ المعلمات الرئيسية لحالة الهواء عند صفر رطوبة على النحو التالي:

الضغط P = 760 مم زئبق. فن. (101.3 كيلو باسكال) ؛

درجة الحرارة ر = + 15 درجة مئوية (288 كلفن) ؛

كثافة الكتلة ρ \ u003d 1.225 كجم / م 3 ؛

بالنسبة لـ ISA ، من المفترض (كما ذكر أعلاه :-)) أن درجة الحرارة تنخفض في طبقة التروبوسفير بمقدار 0.65 درجة مئوية لكل 100 متر من الارتفاع.

الغلاف الجوي القياسي (مثال يصل إلى 10000 م).

تُستخدم جداول ISA لمعايرة الأدوات ، بالإضافة إلى الحسابات الملاحية والهندسية.

الخصائص الفيزيائية للهواءتشمل أيضًا مفاهيم مثل الخمول واللزوجة والانضغاط.

القصور الذاتي هو خاصية للهواء تميز قدرته على مقاومة التغيرات في حالة الراحة أو الحركة المستقيمة المنتظمة. . مقياس القصور الذاتي هو كثافة كتلة الهواء. وكلما زاد ارتفاعه ، زادت قوة القصور الذاتي وسحب الوسط عندما تتحرك الطائرة فيه.

اللزوجة. يحدد مقاومة الاحتكاك ضد الهواء أثناء تحرك الطائرة.

يقيس الانضغاط التغير في كثافة الهواء مع تغير الضغط. بسرعات منخفضة الطائرات(حتى 450 كم / ساعة) ، لا يوجد تغيير في الضغط عندما يتدفق تدفق الهواء حوله ، ولكن عند السرعات العالية ، يبدأ تأثير الانضغاط في الظهور. تأثيره على الأسرع من الصوت واضح بشكل خاص. هذا مجال منفصل للديناميكا الهوائية وموضوع لمقال منفصل :-).

حسنًا ، يبدو أن هذا كل شيء في الوقت الحالي ... حان الوقت لإنهاء هذا التعداد الممل بعض الشيء ، والذي ، مع ذلك ، لا يمكن الاستغناء عنه :-). الغلاف الجوي للأرض، معلماتها ، الخصائص الفيزيائية للهواءلا تقل أهمية عن معلمات الجهاز نفسه بالنسبة للطائرة ، وكان من المستحيل عدم ذكرها.

في الوقت الحالي وحتى الاجتماعات القادمة والمواضيع الأكثر إثارة للاهتمام 🙂 ...

ملاحظة. للحلوى ، أقترح مشاهدة مقطع فيديو تم تصويره من قمرة القيادة لتوأم MIG-25PU أثناء رحلته إلى طبقة الستراتوسفير. تم تصويره ، على ما يبدو ، بواسطة سائح لديه أموال لمثل هذه الرحلات :-). تم تصويره في الغالب من خلال الزجاج الأمامي. لاحظ لون السماء ...

الغلاف الجوي هو ما يجعل الحياة ممكنة على الأرض. نتلقى المعلومات والحقائق الأولى حول الغلاف الجوي مرة أخرى مدرسة إبتدائية. في المدرسة الثانوية ، أصبحنا بالفعل أكثر دراية بهذا المفهوم في دروس الجغرافيا.

مفهوم الغلاف الجوي للأرض

الغلاف الجوي ليس فقط على الأرض ، ولكن أيضًا على الأرض الأخرى الأجرام السماوية. هذا هو اسم القذيفة الغازية التي تحيط بالكواكب. يختلف تكوين هذه الطبقة الغازية للكواكب المختلفة اختلافًا كبيرًا. دعونا نلقي نظرة على المعلومات والحقائق الأساسية حول ما يسمى بالهواء.

أهم مكوناته هو الأكسجين. يعتقد البعض خطأً أن الغلاف الجوي للأرض مكون بالكامل من الأكسجين ، لكن الهواء في الواقع عبارة عن مزيج من الغازات. يحتوي على 78٪ نيتروجين و 21٪ أكسجين. النسبة المتبقية تشمل الأوزون والأرجون وثاني أكسيد الكربون وبخار الماء. دع النسبة المئوية لهذه الغازات صغيرة ، لكنها تؤدي وظيفة مهمة - فهي تمتص جزءًا كبيرًا من الطاقة المشعة الشمسية ، وبالتالي تمنع النجم من تحويل الحياة على كوكبنا إلى رماد. تتغير خصائص الغلاف الجوي مع الارتفاع. على سبيل المثال ، على ارتفاع 65 كم ، يكون النيتروجين 86٪ والأكسجين 19٪.

تكوين الغلاف الجوي للأرض

• ثاني أكسيد الكربونضروري لتغذية النبات. في الغلاف الجوي ، يظهر نتيجة لعملية تنفس الكائنات الحية والتعفن والحرق. إن غيابه في تكوين الغلاف الجوي سيجعل من المستحيل وجود أي نباتات.
• الأكسجينهو عنصر حيوي في الغلاف الجوي للبشر. وجودها شرط لوجود جميع الكائنات الحية. تشكل حوالي 20٪ من الحجم الإجمالي للغازات الجوية.
• الأوزونإنه ممتص طبيعي للأشعة فوق البنفسجية الشمسية التي تؤثر سلبًا على الكائنات الحية. يشكل معظمها طبقة منفصلة من الغلاف الجوي - شاشة الأوزون. في مؤخرايؤدي النشاط البشري إلى حقيقة أنه يبدأ في الانهيار التدريجي ، ولكن نظرًا لأهميته الكبيرة ، يجري العمل النشط للحفاظ عليه واستعادته.
• بخار الماءيحدد رطوبة الهواء. قد يختلف محتواه اعتمادًا على عوامل مختلفة: درجة حرارة الهواء ، الموقع الإقليمي، موسم. في درجات الحرارة المنخفضة ، يوجد القليل جدًا من بخار الماء في الهواء ، ربما أقل من واحد بالمائة ، وفي درجات الحرارة المرتفعة تصل كميته إلى 4٪.
• بالإضافة إلى كل ما سبق ، هناك دائمًا نسبة مئوية معينة في تكوين الغلاف الجوي للأرض الشوائب الصلبة والسائلة. هذه هي السخام والرماد وملح البحر والغبار وقطرات الماء والكائنات الحية الدقيقة. يمكنهم الوصول إلى الهواء بشكل طبيعي وبوسائل بشرية المنشأ.

طبقات الغلاف الجوي

ودرجة الحرارة والكثافة والتركيب النوعي للهواء يختلف باختلاف الارتفاعات. لهذا السبب ، من المعتاد التمييز بين طبقات مختلفة من الغلاف الجوي. كل واحد منهم له خصائصه الخاصة. دعنا نتعرف على طبقات الغلاف الجوي المميزة:

• طبقة التروبوسفير هي أقرب طبقة من الغلاف الجوي إلى سطح الأرض. يبلغ ارتفاعه 8-10 كم فوق القطبين و16-18 كم في المناطق المدارية. هنا 90٪ من بخار الماء المتوفر في الغلاف الجوي ، لذلك هناك تكوين نشط للسحب. توجد أيضًا في هذه الطبقة عمليات مثل حركة الهواء (الرياح) والاضطراب والحمل الحراري. وتتراوح درجة الحرارة من +45 درجة ظهراً في الموسم الدافئ في المناطق المدارية إلى -65 درجة عند القطبين.
• طبقة الستراتوسفير هي ثاني أبعد طبقة من الغلاف الجوي. تقع على ارتفاع 11 إلى 50 كم. في الطبقة السفلى من الستراتوسفير ، تكون درجة الحرارة تقريبًا -55 ، وترتفع في اتجاه المسافة من الأرض إلى + 1 درجة مئوية. تسمى هذه المنطقة بالانعكاس وهي الحد الفاصل بين طبقة الستراتوسفير والميزوسفير.
• يقع الميزوسفير على ارتفاع 50 إلى 90 كم. تبلغ درجة الحرارة عند حدودها الدنيا حوالي 0 ، وفي الجزء العلوي تصل إلى -80 ...- 90 درجة مئوية. النيازك التي تدخل الغلاف الجوي للأرض تحترق تمامًا في الغلاف الجوي ، ولهذا السبب ، تحدث توهجات الهواء هنا.
• يبلغ سمك الغلاف الحراري حوالي 700 كيلومتر. تظهر الأضواء الشمالية في هذه الطبقة من الغلاف الجوي. تظهر بسبب عمل الإشعاع الكوني والإشعاع المنبعث من الشمس.
• الغلاف الخارجي هو منطقة تشتت الهواء. هنا ، يكون تركيز الغازات صغيرًا ويحدث هروبها التدريجي إلى الفضاء بين الكواكب.

تعتبر الحدود بين الغلاف الجوي للأرض والفضاء الخارجي بمثابة خط طوله 100 كيلومتر. هذا الخط يسمى خط كرمان.

الضغط الجوي

عند الاستماع إلى توقعات الطقس ، نسمع غالبًا قراءات الضغط الجوي. ولكن ماذا يعني الضغط الجوي وكيف يمكن أن يؤثر علينا؟

اكتشفنا أن الهواء يتكون من غازات وشوائب. كل من هذه المكونات لها وزنها الخاص ، مما يعني أن الغلاف الجوي ليس عديم الوزن ، كما كان يعتقد حتى القرن السابع عشر. الضغط الجوي هو القوة التي تضغط بها جميع طبقات الغلاف الجوي على سطح الأرض وعلى جميع الكائنات.

أجرى العلماء حسابات معقدة وأثبتوا ذلك متر مربعالمساحة ، يضغط الغلاف الجوي بقوة 10333 كجم. وسائل، جسم الانسانتخضع لضغط الهواء الذي يبلغ وزنه 12-15 طن. لماذا لا نشعر به؟ إنه يوفر علينا ضغطه الداخلي الذي يوازن الضغط الخارجي. يمكنك أن تشعر بضغط الغلاف الجوي أثناء وجودك على متن طائرة أو عالياً في الجبال ، كما الضغط الجويأقل بكثير في الارتفاع. في هذه الحالة ، من الممكن الشعور بعدم الراحة الجسدية ، وانسداد الأذنين ، والدوخة.

يمكن قول الكثير عن الجو المحيط. نحن نعرف الكثير عنها. حقائق مثيرة للاهتماموبعضها قد يبدو مفاجئًا:

• وزن الغلاف الجوي للأرض هو 5،300،000،000،000،000 طن.
• يساهم في نقل الصوت. على ارتفاع أكثر من 100 كم ، تختفي هذه الخاصية بسبب التغيرات في تكوين الغلاف الجوي.
• حركة الغلاف الجوي ناتجة عن تسخين غير متساوٍ لسطح الأرض.
• يستخدم مقياس الحرارة لقياس درجة حرارة الهواء ، ويستخدم مقياس الضغط الجوي لقياس الضغط الجوي.
• إن وجود الغلاف الجوي ينقذ كوكبنا من 100 طن من النيازك يوميًا.
• تم إصلاح تركيبة الهواء لعدة مئات من ملايين السنين ، لكنها بدأت تتغير مع بداية النشاط الصناعي السريع.
• يُعتقد أن الغلاف الجوي يمتد صعودًا إلى ارتفاع يصل إلى 3000 كم.

قيمة الغلاف الجوي للبشر

تبلغ المنطقة الفسيولوجية للغلاف الجوي 5 كم. على ارتفاع 5000 متر فوق مستوى سطح البحر ، يبدأ الشخص في إظهار مجاعة الأكسجين ، والتي يتم التعبير عنها في انخفاض قدرته على العمل وتدهور في الرفاهية. هذا يدل على أنه لا يمكن لأي شخص أن يعيش في مكان لا يوجد فيه هذا المزيج المذهل من الغازات.

كل المعلومات والحقائق حول الغلاف الجوي تؤكد فقط أهميته للناس. بفضل وجودها ، ظهرت إمكانية تطور الحياة على الأرض. حتى اليوم ، بعد تقييم مدى الضرر الذي يمكن للبشرية أن تلحقه بأفعالها على الهواء الواهب للحياة ، يجب أن نفكر في المزيد من التدابير للحفاظ على الغلاف الجوي واستعادته.

). بعد أن وصلت درجة الحرارة إلى حوالي 273 كلفن (حوالي 0 درجة مئوية) على ارتفاع حوالي 40 كم ، تظل درجة الحرارة ثابتة حتى ارتفاع حوالي 55 كم. هذه المنطقة درجة حرارة ثابتةيسمى الستراتوبوز وهو الحد الفاصل بين طبقة الستراتوسفير والميزوسفير. كثافة الهواء في الستراتوسفير أقل بعشرات ومئات المرات من كثافة الهواء فوق مستوى سطح البحر.

تقع طبقة الأوزون ("طبقة الأوزون") في الستراتوسفير (على ارتفاع 15-20 إلى 55-60 كم) ، وهو ما يحدد الحد الأعلى للحياة في المحيط الحيوي. يتكون الأوزون (O 3) نتيجة الصورة تفاعلات كيميائيةالأكثر كثافة على ارتفاع ~ 30 كم. الكتلة الكلية لـ O 3 ستكون عند ضغط عاديطبقة بسماكة 1.7-4.0 مم ، لكن حتى هذا يكفي لامتصاص الأشعة فوق البنفسجية للشمس المضرة بالحياة. يحدث تدمير O 3 عندما يتفاعل مع الجذور الحرة والمركبات المحتوية على الهالوجين (بما في ذلك "الفريونات").

يتم الاحتفاظ بمعظم جزء الطول الموجي القصير من الأشعة فوق البنفسجية (180-200 نانومتر) في طبقة الستراتوسفير ويتم تحويل طاقة الموجات القصيرة. تحت تأثير هذه الأشعة ، المجالات المغناطيسية، تتفكك الجزيئات ، ويحدث التأين ، وتشكيل جديد للغازات وغيرها مركبات كيميائية. يمكن ملاحظة هذه العمليات في شكل الأضواء الشمالية والبرق والتوهجات الأخرى.

في طبقة الستراتوسفير والطبقات العليا ، تحت تأثير الإشعاع الشمسي ، تتفكك جزيئات الغاز - إلى ذرات (فوق 80 كم ، يتفكك ثاني أكسيد الكربون و H 2 ، فوق 150 كم - O 2 ، فوق 300 كم - N 2). على ارتفاع 200-500 كم ، يحدث تأين الغازات أيضًا في طبقة الأيونوسفير ؛ على ارتفاع 320 كم ، يكون تركيز الجسيمات المشحونة (O + 2 ، O - 2 ، N + 2) حوالي 1/300 من تركيز الجسيمات المحايدة. توجد في الطبقات العليا من الغلاف الجوي الجذور الحرة - OH ، HO 2 ، إلخ.

يكاد لا يوجد بخار ماء في الستراتوسفير.

رحلة في الستراتوسفير

بدأت الرحلات الجوية إلى الستراتوسفير في الثلاثينيات. الرحلة على أول منطاد الستراتوسفير (FNRS-1) ، التي قام بها أوغست بيكارد وبول كيبفر في 27 مايو 1931 على ارتفاع 16.2 كم ، معروفة على نطاق واسع. تحلق الطائرات القتالية الحديثة والطائرات التجارية الأسرع من الصوت في الستراتوسفير على ارتفاعات تصل عمومًا إلى 20 كم (على الرغم من أن السقف الديناميكي يمكن أن يكون أعلى من ذلك بكثير). ترتفع بالونات الطقس على ارتفاعات عالية حتى 40 كم ؛ سجل منطاد غير مأهول 51.8 كم.

في الآونة الأخيرة ، في الدوائر العسكرية للولايات المتحدة ، تم إيلاء الكثير من الاهتمام لتطوير طبقات الستراتوسفير فوق 20 كم ، والتي يطلق عليها غالبًا "prespace" (Eng. قرب الفضاء ). من المفترض أن الطائرات بدون طيار والطائرات التي تعمل بالطاقة الشمسية (مثل ناسا باثفايندر) ستكون قادرة على البقاء على ارتفاع حوالي 30 كم لفترة طويلة وتوفر المراقبة والتواصل بشكل كبير. مناطق واسعة، بينما تظل منخفضة التأثر بأنظمة الدفاع الجوي ؛ ستكون هذه الأجهزة أرخص بكثير من الأقمار الصناعية.

أنظر أيضا

ملحوظات

مؤسسة ويكيميديا. 2010.

المرادفات:

شاهد ما هو "الستراتوسفير" في القواميس الأخرى:

الستراتوسفير ... قاموس التدقيق الإملائي

الستراتوسفير- أوه. خطوط عرض الستراتوسفير. طبقة الأرضيات ، طبقة. + غرام. جسم كروي. طبقة الغلاف الجوي الواقعة فوق طبقة التروبوسفير ، على ارتفاع 8-12 إلى 80 كم. فوق مستوى سطح البحر. BAS 1. أسست وجود طبقة الستراتوسفير واقترحت اسمها fr. عالم الأرصاد ... ... القاموس التاريخي للغالات للغة الروسية

- (من طبقة الطبقة اللاتينية والكرة الأرضية) طبقة الغلاف الجوي الواقعة فوق التروبوسفير من 8 10 كم عند خطوط العرض العليا ومن 16 إلى 18 كم بالقرب من خط الاستواء إلى 50 55 كم. تتميز طبقة الستراتوسفير بارتفاع درجة الحرارة بارتفاع من 40 درجة مئوية (80 درجة مئوية) إلى درجات حرارة قريبة من ... قاموس موسوعي كبير

ستراتوسفير ، جزء من الغلاف الجوي للأرض ، يقع بين الغلاف الجوي العلوي والميزوسفير. على ارتفاع 10 كم ، حيث تظل درجة حرارة حوالي نصف هذه الطبقة ثابتة. يحتوي الستراتوسفير على معظم طبقة الأوزون في الغلاف الجوي ... القاموس الموسوعي العلمي والتقني

ستراتوسفير ، الستراتوسفير ، رر. لا انثى (من أرضيات الطبقة اللاتينية والكرة اليونانية sphaira). تقع الطبقة العليا من الغلاف الجوي فوق طبقة التروبوسفير على ارتفاع 11 إلى 75 كم فوق مستوى سطح البحر. قاموسأوشاكوف. ن. أوشاكوف. 1935 1940 ... القاموس التوضيحي لأوشاكوف

ستراتوسفير ، النساء. (متخصص.). الطبقة العليا من الغلاف الجوي للأرض التي تقع فوق طبقة التروبوسفير. | صفة الستراتوسفير ، أوه ، أوه. القاموس التوضيحي لأوزيغوف. S.I. Ozhegov ، N.Yu. شفيدوفا. 1949 1992 ... القاموس التوضيحي لأوزيجوف

- (من طبقة الطبقة اللاتينية والكرة اليونانية sphaira) انظر مقالة الغلاف الجوي للأرض. الطيران: موسوعة. م: بولشايا الموسوعة الروسية. رئيس التحريرج. Svishchev. 1994 ... موسوعة التكنولوجيا

طبقة الغلاف الجوي بين طبقة التروبوسفير والميزوسفير. يقع الحد الأدنى من S. تروبوبوز في القطبية خطوط العرض المعتدلةعلى ارتفاع z 8 12 كم ، في المناطق المدارية عند z 16 18 كم. من الشتاء إلى الصيف ، يرتفع التروبوبوز في cf. لمسافة 12 كم. الحد الأعلى لـ S. ... ... موسوعة فيزيائية

طبقة الغلاف الجوي التي تقع فوق 11 كم شديدة التخلخل ، مع جو منخفض للغاية ؛ تسمى الطبقة السفلى من الغلاف الجوي طبقة التروبوسفير. لا توجد تيارات عمودية ولا تشكل سحابة في S. دراسة S. قيمة عمليةللطيران ، ...... القاموس البحري

الغلاف الغازي الذي يحيط بكوكب الأرض ، والمعروف باسم الغلاف الجوي ، يتكون من خمس طبقات رئيسية. تنشأ هذه الطبقات على سطح الكوكب ، من مستوى سطح البحر (أحيانًا أقل) وترتفع إلى الفضاء الخارجيبالتسلسل التالي:

• تروبوسفير.
• الستراتوسفير.
• ميزوسفير.
• حرارة.
• إكزوسفير.

رسم تخطيطي للطبقات الرئيسية للغلاف الجوي للأرض

بين كل طبقة من هذه الطبقات الخمس الرئيسية توجد مناطق انتقالية تسمى "فترات توقف" حيث تحدث تغيرات في درجة حرارة الهواء وتكوينه وكثافته. يتضمن الغلاف الجوي للأرض ، جنبًا إلى جنب مع فترات التوقف المؤقت ، ما مجموعه 9 طبقات.

تروبوسفير: حيث يحدث الطقس

من بين جميع طبقات الغلاف الجوي ، فإن طبقة التروبوسفير هي الطبقة التي نعرفها كثيرًا (سواء أدركت ذلك أم لا) ، لأننا نعيش في قاعها - سطح الكوكب. يغلف سطح الأرض ويمتد لأعلى لعدة كيلومترات. كلمة تروبوسفير تعني "تغيير الكرة". اسم مناسب جدًا ، لأن هذه الطبقة هي المكان الذي يحدث فيه طقسنا اليومي.

بدءًا من سطح الكوكب ، يرتفع التروبوسفير إلى ارتفاع يتراوح من 6 إلى 20 كم. يحتوي الثلث السفلي من الطبقة الأقرب إلينا على 50٪ من جميع غازات الغلاف الجوي. إنه الجزء الوحيد من التكوين الكامل للغلاف الجوي الذي يتنفس. بسبب حقيقة أن الهواء يسخن من الأسفل سطح الأرضتمتص طاقة حراريةالشمس ، مع زيادة الارتفاع ، تنخفض درجة حرارة وضغط طبقة التروبوسفير.

في الجزء العلوي توجد طبقة رقيقة تسمى التروبوبوز ، وهي مجرد منطقة عازلة بين طبقة التروبوسفير والستراتوسفير.

الستراتوسفير: موطن الأوزون

الستراتوسفير هي الطبقة التالية من الغلاف الجوي. يمتد من 6 إلى 20 كم إلى 50 كم فوق سطح الأرض. هذه هي الطبقة التي تطير فيها معظم الطائرات التجارية وتسافر المناطيد.

هنا ، لا يتدفق الهواء لأعلى ولأسفل ، ولكنه يتحرك موازية للسطح في تيارات هواء سريعة جدًا. تزداد درجات الحرارة كلما صعدت ، وذلك بفضل وفرة الأوزون الطبيعي (O3) ، وهو منتج ثانوي للإشعاع الشمسي ، والأكسجين ، الذي لديه القدرة على امتصاص أشعة الشمس فوق البنفسجية الضارة (أي ارتفاع في درجة الحرارة مع الارتفاع معروف في الأرصاد الجوية باعتبارها "انعكاسًا").

نظرًا لأن طبقة الستراتوسفير تحتوي على درجات حرارة أكثر دفئًا في القاع ودرجات حرارة أكثر برودة في الأعلى ، فإن الحمل الحراري (حركات رأسية الكتل الهوائية) نادر في هذا الجزء من الغلاف الجوي. في الواقع ، يمكنك مشاهدة عاصفة مستعرة في طبقة التروبوسفير من طبقة الستراتوسفير ، لأن الطبقة تعمل بمثابة "غطاء" للحمل الحراري ، والذي لا تخترق الغيوم العاصفة من خلاله.

يتبع الستراتوسفير مرة أخرى طبقة عازلة ، تسمى هذه المرة الستراتوبوز.

Mesosphere: الغلاف الجوي الأوسط

يقع الميزوسفير على بعد حوالي 50-80 كم من سطح الأرض. الغلاف الجوي العلوي هو أبرد مكان طبيعي على وجه الأرض ، حيث يمكن أن تنخفض درجات الحرارة إلى أقل من -143 درجة مئوية.

الحرارة: الغلاف الجوي العلوي

يتبع الغلاف الجوي الميزوسفير والميسوبوز الغلاف الحراري ، الذي يقع بين 80 و 700 كيلومتر فوق سطح الكوكب ، ويحتوي على أقل من 0.01٪ من إجمالي الهواء في الغلاف الجوي. تصل درجات الحرارة هنا إلى + 2000 درجة مئوية ، ولكن بسبب الندرة الشديدة للهواء ونقص جزيئات الغاز لنقل الحرارة ، فإن هذه درجات حرارة عاليةيُنظر إليه على أنه بارد جدًا.

إكزوسفير: حدود الغلاف الجوي والفضاء

على ارتفاع حوالي 700-10000 كم فوق سطح الأرض يوجد الغلاف الخارجي - الحافة الخارجية للغلاف الجوي ، المتاخمة للفضاء. هنا تدور أقمار الأرصاد الجوية حول الأرض.

ماذا عن الأيونوسفير؟

الأيونوسفير ليس طبقة منفصلة ، وفي الواقع يستخدم هذا المصطلح للإشارة إلى الغلاف الجوي على ارتفاع 60 إلى 1000 كم. وهي تشمل الأجزاء العلوية من الغلاف الجوي ، والغلاف الحراري بأكمله وجزء من الغلاف الخارجي. حصل الغلاف المتأين على اسمه لأنه في هذا الجزء من الغلاف الجوي ، يتأين إشعاع الشمس عندما يمر بالمجالات المغناطيسية للأرض عند و. تُلاحظ هذه الظاهرة من الأرض كالشفق القطبي الشمالي.

كل من طار على متن طائرة معتاد على هذا النوع من الرسائل: "رحلتنا على ارتفاع 10000 متر ، ودرجة الحرارة في الخارج هي 50 درجة مئوية". يبدو أنه لا يوجد شيء مميز. كلما زادت درجة حرارة الشمس عن سطح الأرض ، يكون الجو أكثر برودة. يعتقد الكثير من الناس أن الانخفاض في درجة الحرارة مع الارتفاع يستمر بشكل مستمر وتنخفض درجة الحرارة تدريجيًا ، مع اقتراب درجة حرارة الفضاء. بالمناسبة ، اعتقد العلماء ذلك حتى نهاية القرن التاسع عشر.

دعونا نلقي نظرة فاحصة على توزيع درجة حرارة الهواء فوق الأرض. ينقسم الغلاف الجوي إلى عدة طبقات ، والتي تعكس في المقام الأول طبيعة التغيرات في درجات الحرارة.

تسمى الطبقة السفلى من الغلاف الجوي التروبوسفير، والتي تعني "مجال الدوران". جميع التغيرات في الطقس والمناخ هي نتيجة العمليات الفيزيائية التي تحدث في هذه الطبقة. تقع الحدود العليا لهذه الطبقة حيث يتم استبدال الانخفاض في درجة الحرارة مع الارتفاع بزيادتها - تقريبًا عند على ارتفاع 15-16 كم فوق خط الاستواء و7-8 كم فوق القطبين. مثل الأرض نفسها ، فإن الغلاف الجوي تحت تأثير دوران كوكبنا يتم تسويته إلى حد ما فوق القطبين ويتضخم فوق خط الاستواء. ومع ذلك ، هذا يكون التأثير أقوى بكثير في الغلاف الجوي منه في الغلاف الصلب للأرض. في الاتجاه من سطح الأرض إلى الحد الأعلى لطبقة التروبوسفير ، تنخفض درجة حرارة الهواء. أدنى درجة حرارةالهواء حوالي -62 درجة مئوية ، وفوق القطبين حوالي -45 درجة مئوية. في خطوط العرض المعتدلة ، يوجد أكثر من 75٪ من كتلة الغلاف الجوي في طبقة التروبوسفير. في المناطق الاستوائية ، يوجد حوالي 90٪ من كتلة الغلاف الجوي داخل طبقة التروبوسفير.

في عام 1899 ، تم العثور على حد أدنى في ملف تعريف درجة الحرارة العمودي على ارتفاع معين ، ثم زادت درجة الحرارة قليلاً. بداية هذه الزيادة تعني الانتقال إلى الطبقة التالية من الغلاف الجوي - إلى الستراتوسفير، وهو ما يعني "طبقة المجال". ويعني مصطلح الستراتوسفير ويعكس الفكرة السابقة عن تفرد الطبقة الواقعة فوق التروبوسفير. يمتد الستراتوسفير إلى ارتفاع حوالي 50 كم فوق سطح الأرض. وميزته هي ، على وجه الخصوص ، الزيادة الحادة في درجة حرارة الهواء. وهذا الارتفاع في درجة الحرارة يفسر تفاعل تكوين الأوزون - وهو أحد التفاعلات الكيميائية الرئيسية التي تحدث في الغلاف الجوي.

يتركز الجزء الأكبر من الأوزون على ارتفاعات تبلغ حوالي 25 كم ، ولكن بشكل عام طبقة الأوزون عبارة عن قشرة ممتدة بشدة على طول الارتفاع ، وتغطي طبقة الستراتوسفير بأكملها تقريبًا. يعد تفاعل الأكسجين مع الأشعة فوق البنفسجية إحدى العمليات المفضلة في الغلاف الجوي للأرض والتي تساهم في الحفاظ على الحياة على الأرض. إن امتصاص الأوزون لهذه الطاقة يمنع تدفقها المفرط إلى سطح الأرض ، حيث يتم إنشاء مثل هذا المستوى من الطاقة المناسب لوجود أشكال الحياة الأرضية. يمتص الأوزون بعضًا من الطاقة المشعة التي تمر عبر الغلاف الجوي. نتيجة لذلك ، تم إنشاء تدرج عمودي لدرجة حرارة الهواء بحوالي 0.62 درجة مئوية لكل 100 متر في طبقة الأوزون ، أي ترتفع درجة الحرارة مع ارتفاع يصل إلى الحد الأعلى لطبقة الستراتوسفير - الستراتوبوز (50 كم) ، والتي تصل ، وفقًا لـ بعض البيانات ، 0 درجة مئوية.

على ارتفاعات من 50 إلى 80 كم هناك طبقة من الغلاف الجوي تسمى الميزوسفير. كلمة "mesosphere" تعني "كرة وسيطة" ، وهنا تستمر درجة حرارة الهواء في الانخفاض مع الارتفاع. فوق الغلاف الجوي ، في طبقة تسمى الغلاف الحراريترتفع درجة الحرارة مرة أخرى مع ارتفاع يصل إلى حوالي 1000 درجة مئوية ، ثم تنخفض بسرعة كبيرة إلى -96 درجة مئوية. ومع ذلك ، فإنه لا ينخفض ​​إلى ما لا نهاية ، ثم ترتفع درجة الحرارة مرة أخرى.

ثيرموسفيرهي الطبقة الأولى الأيونوسفير. على عكس الطبقات المذكورة سابقًا ، لا يتميز الأيونوسفير بدرجة الحرارة. الأيونوسفير هي منطقة ذات طبيعة كهربائية تجعل العديد من أنواع الاتصالات الراديوية ممكنة. تنقسم طبقة الأيونوسفير إلى عدة طبقات تسميها بالأحرف D و E و F1 و F2 ، كما أن لهذه الطبقات أسماء خاصة. يعود الانقسام إلى طبقات إلى عدة أسباب ، من أهمها التأثير غير المتكافئ للطبقات على مرور الموجات الراديوية. الطبقة الدنيا ، D ، تمتص بشكل أساسي الموجات الراديوية وبالتالي تمنع انتشارها. تقع الطبقة E التي تمت دراستها بشكل أفضل على ارتفاع حوالي 100 كيلومتر فوق سطح الأرض. وتسمى أيضًا طبقة Kennelly-Heaviside نسبة لأسماء العلماء الأمريكيين والإنجليز الذين اكتشفوها في وقت واحد وبشكل مستقل. الطبقة E ، مثل المرآة العملاقة ، تعكس موجات الراديو. بفضل هذه الطبقة ، تنتقل موجات الراديو الطويلة لمسافات أبعد مما هو متوقع إذا انتشرت فقط في خط مستقيم ، دون أن تنعكس من الطبقة E. تتمتع الطبقة F أيضًا بخصائص مماثلة ، وتسمى أيضًا طبقة أبليتون. جنبا إلى جنب مع طبقة كينيلي هيفيسايد ، يعكس موجات الراديو إلى محطات الراديو الأرضية. يمكن أن يحدث هذا الانعكاس تحت زوايا مختلفة. تقع طبقة أبليتون على ارتفاع حوالي 240 كم.

غالبًا ما تسمى المنطقة الخارجية من الغلاف الجوي ، وهي الطبقة الثانية من الأيونوسفير اكسوسفير. يشير هذا المصطلح إلى وجود ضواحي الفضاء بالقرب من الأرض. من الصعب تحديد المكان الذي ينتهي فيه الغلاف الجوي بالضبط ويبدأ الفضاء ، لأن كثافة غازات الغلاف الجوي تتناقص تدريجيًا مع الارتفاع ويتحول الغلاف الجوي نفسه تدريجيًا إلى فراغ تقريبًا ، حيث تلتقي الجزيئات الفردية فقط. على ارتفاع حوالي 320 كيلومترًا ، تكون كثافة الغلاف الجوي منخفضة جدًا بحيث يمكن للجزيئات السفر لأكثر من كيلومتر واحد دون الاصطدام ببعضها البعض. يعمل الجزء الخارجي من الغلاف الجوي كحد أعلى له ، والذي يقع على ارتفاعات من 480 إلى 960 كم.

يمكن العثور على مزيد من المعلومات حول العمليات في الغلاف الجوي على موقع الويب "مناخ الأرض"