Մթնոլորտի ամենավերին հատվածը. Երկրի մթնոլորտի հիմնական շերտերը՝ աճման կարգով

Տրոպոսֆերա

Նրա վերին սահմանը գտնվում է բևեռային 8-10 կմ, բարեխառն գոտում 10-12 կմ և արևադարձային լայնություններում՝ 16-18 կմ բարձրության վրա; ավելի ցածր ձմռանը, քան ամռանը: Մթնոլորտի ստորին, հիմնական շերտը պարունակում է մթնոլորտային օդի ընդհանուր զանգվածի ավելի քան 80%-ը և մթնոլորտում առկա ընդհանուր ջրային գոլորշու մոտ 90%-ը։ Տրոպոսֆերայում շատ զարգացած են տուրբուլենտությունը և կոնվեկցիան, առաջանում են ամպեր, զարգանում են ցիկլոններ և անտիցիկլոններ։ Ջերմաստիճանը նվազում է բարձրության բարձրացման հետ մեկտեղ՝ 0,65°/100 մ միջին ուղղահայաց գրադիենտով

Տրոպոպաուզա

Անցումային շերտ տրոպոսֆերայից ստրատոսֆերա, մթնոլորտի շերտ, որում դադարում է ջերմաստիճանի նվազումը բարձրության հետ։

Ստրատոսֆերա

Մթնոլորտի շերտ, որը գտնվում է 11-ից 50 կմ բարձրության վրա։ Բնութագրվում է ջերմաստիճանի աննշան փոփոխությամբ 11-25 կմ շերտում (ստրատոսֆերայի ստորին շերտ) և 25-40 կմ շերտում ջերմաստիճանի բարձրացմամբ −56,5-ից մինչև 0,8 ° C (ստրատոսֆերայի վերին շերտ կամ ինվերսիոն շրջան) . Մոտ 40 կմ բարձրության վրա հասնելով մոտ 273 Կ (գրեթե 0 °C) արժեքի՝ ջերմաստիճանը մնում է անփոփոխ մինչև մոտ 55 կմ բարձրության վրա։ Մշտական ​​ջերմաստիճանի այս շրջանը կոչվում է ստրատոպաուզա և հանդիսանում է ստրատոսֆերայի և մեզոսֆերայի սահմանը:

Ստրատոպաուզա

Մթնոլորտի սահմանային շերտը ստրատոսֆերայի և մեզոսֆերայի միջև։ Ուղղահայաց ջերմաստիճանի բաշխման մեջ կա առավելագույնը (մոտ 0 °C):

Մեզոսֆերա

Մեզոսֆերան սկսվում է 50 կմ բարձրությունից և տարածվում մինչև 80-90 կմ։ Ջերմաստիճանը նվազում է բարձրության հետ (0,25-0,3)°/100 մ միջին ուղղահայաց գրադիենտով: Բարդ ֆոտոքիմիական պրոցեսները, որոնք ներառում են ազատ ռադիկալներ, թրթռումով գրգռված մոլեկուլներ և այլն, առաջացնում են մթնոլորտային լուսարձակում։

Մեսոպաուզա

Մեզոսֆերայի և թերմոսֆերայի միջև անցումային շերտ: Ուղղահայաց ջերմաստիճանի բաշխման մեջ կա նվազագույն (մոտ -90 °C):

Կարման գիծ

Բարձրությունը ծովի մակարդակից, որը պայմանականորեն ընդունված է որպես Երկրի մթնոլորտի և տիեզերքի սահման։ Կարման գիծը գտնվում է ծովի մակարդակից 100 կմ բարձրության վրա։

Երկրի մթնոլորտի սահմանը

Ջերմոսֆերա

Վերին սահմանը մոտ 800 կմ է։ Ջերմաստիճանը բարձրանում է մինչև 200-300 կմ բարձրություններ, որտեղ հասնում է 1500 Կ կարգի արժեքների, որից հետո գրեթե անփոփոխ է մնում բարձր բարձրությունների վրա։ Ուլտրամանուշակագույն և ռենտգենյան արևային ճառագայթման և տիեզերական ճառագայթման ազդեցության տակ տեղի է ունենում օդի իոնացում («ավրորա»). 300 կմ-ից բարձր բարձրությունների վրա գերակշռում է ատոմային թթվածինը։ Ջերմոսֆերայի վերին սահմանը մեծապես որոշվում է Արեգակի ընթացիկ ակտիվությամբ։ Ցածր ակտիվության ժամանակաշրջաններում այս շերտի չափի նկատելի նվազում է տեղի ունենում։

Թերմոպաուզա

Ջերմոսֆերային հարող մթնոլորտի տարածքը։ Այս տարածաշրջանում արեգակնային ճառագայթման կլանումը աննշան է, և ջերմաստիճանը իրականում չի փոխվում բարձրության հետ:

Էկզոսֆերա (ցրման գունդ)

Մթնոլորտային շերտերը մինչև 120 կմ բարձրության վրա

Էկզոսֆերան ցրվածության գոտի է, թերմոսֆերայի արտաքին մասը, որը գտնվում է 700 կմ-ից բարձր։ Էկզոլորտում գազը շատ հազվադեպ է, և այստեղից նրա մասնիկները արտահոսում են միջմոլորակային տարածություն (ցրում):

Մինչև 100 կմ բարձրության վրա մթնոլորտը գազերի միատարր, լավ խառնված խառնուրդ է։ Բարձր շերտերում գազերի բաշխումը բարձրության վրա կախված է դրանցից մոլեկուլային կշիռներ, ավելի ծանր գազերի կոնցենտրացիան ավելի արագ է նվազում Երկրի մակերեւույթից հեռավորության հետ։ Գազի խտության նվազման պատճառով ջերմաստիճանը ստրատոսֆերայում 0 °C-ից իջնում ​​է մինչև −110 °C՝ մեզոսֆերայում։ Այնուամենայնիվ կինետիկ էներգիաառանձին մասնիկները 200-250 կմ բարձրությունների վրա համապատասխանում են ~150 °C ջերմաստիճանի։ 200 կմ-ից բարձր ջերմաստիճանի և գազի խտության զգալի տատանումներ են նկատվում ժամանակի ու տարածության մեջ։

Մոտ 2000-3500 կմ բարձրության վրա էկզոլորտը աստիճանաբար վերածվում է, այսպես կոչված, մերձտիեզերական վակուումի, որը լցված է միջմոլորակային գազի խիստ հազվագյուտ մասնիկներով, հիմնականում ջրածնի ատոմներով։ Բայց այս գազը ներկայացնում է միջմոլորակային նյութի միայն մի մասը: Մյուս մասը բաղկացած է գիսաստղային և մետեորիկ ծագման փոշու մասնիկներից։ Բացի չափազանց հազվադեպ փոշու մասնիկներից, այս տարածություն է ներթափանցում արևային և գալակտիկական ծագման էլեկտրամագնիսական և կորպուսկուլյար ճառագայթումը:

Տրոպոսֆերային բաժին է ընկնում մթնոլորտի զանգվածի մոտ 80%-ը, ստրատոսֆերային՝ մոտ 20%-ը; Մեզոսֆերայի զանգվածը՝ ոչ ավելի, քան 0,3%, թերմոսֆերա՝ 0,05%-ից պակաս ընդհանուր զանգվածմթնոլորտ. Մթնոլորտի էլեկտրական հատկությունների հիման վրա առանձնանում են նեյտրոնոսֆերան և իոնոսֆերան։ Ներկայումս ենթադրվում է, որ մթնոլորտը տարածվում է 2000-3000 կմ բարձրության վրա:

Կախված մթնոլորտում գազի բաղադրությունից՝ առանձնանում են հոմոսֆերան և հետերոսֆերան։ Հետերոսֆերան այն տարածքն է, որտեղ գրավիտացիան ազդում է գազերի տարանջատման վրա, քանի որ նման բարձրության վրա դրանց խառնումն աննշան է։ Սա ենթադրում է հետերոսֆերայի փոփոխական կազմ։ Դրա տակ ընկած է մթնոլորտի լավ խառնված, միատարր հատվածը, որը կոչվում է հոմոսֆերա: Այս շերտերի միջև սահմանը կոչվում է տուրբոպաուզա, այն գտնվում է մոտ 120 կմ բարձրության վրա:

Մթնոլորտն այն է, ինչը հնարավոր է դարձնում կյանքը Երկրի վրա: Մենք ստանում ենք հենց առաջին տեղեկատվությունն ու փաստերը տիրող մթնոլորտի մասին տարրական դպրոց. Ավագ դպրոցում աշխարհագրության դասերին մենք ավելի շատ ենք ծանոթանում այս հասկացությանը:

Երկրի մթնոլորտի հայեցակարգը

Ոչ միայն Երկիրն ունի մթնոլորտ, այլ նաև այլ երկնային մարմիններ. Այսպես են կոչվում մոլորակները շրջապատող գազային թաղանթը։ Այս գազային շերտի կազմը զգալիորեն տարբերվում է մոլորակների միջև: Եկեք նայենք հիմնական տեղեկատվությանն ու փաստերին այլ կերպ կոչված օդի մասին:

Նրա ամենակարեւոր բաղադրիչը թթվածինն է։ Որոշ մարդիկ սխալմամբ կարծում են, որ երկրագնդի մթնոլորտն ամբողջությամբ բաղկացած է թթվածնից, բայց իրականում օդը գազերի խառնուրդ է։ Այն պարունակում է 78% ազոտ և 21% թթվածին։ Մնացած մեկ տոկոսը ներառում է օզոն, արգոն, ածխաթթու գազ և ջրային գոլորշի: Թեև այդ գազերի տոկոսը փոքր է, նրանք կատարում են կարևոր գործառույթ՝ կլանում են արևային ճառագայթման էներգիայի զգալի մասը՝ դրանով իսկ թույլ չտալով, որ լուսատուը մեր մոլորակի ողջ կյանքը վերածի մոխրի: Մթնոլորտի հատկությունները փոխվում են՝ կախված բարձրությունից։ Օրինակ, 65 կմ բարձրության վրա ազոտը կազմում է 86%, իսկ թթվածինը` 19%:

Երկրի մթնոլորտի կազմը

• Ածխաթթու գազանհրաժեշտ է բույսերի սնուցման համար. Մթնոլորտում հայտնվում է կենդանի օրգանիզմների շնչառության, փտման, այրման գործընթացի արդյունքում։ Դրա բացակայությունը մթնոլորտում անհնարին կդարձներ որևէ բույսի գոյությունը։
• Թթվածին- մարդկանց համար մթնոլորտի կենսական բաղադրիչ: Նրա առկայությունը պայման է բոլոր կենդանի օրգանիզմների գոյության համար։ Այն կազմում է մթնոլորտային գազերի ընդհանուր ծավալի մոտ 20%-ը։
• Օզոնարեգակնային ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման բնական կլանիչ է, որը վնասակար ազդեցություն ունի կենդանի օրգանիզմների վրա։ Դրա մեծ մասը կազմում է մթնոլորտի առանձին շերտ՝ օզոնային էկրան։ IN Վերջերսմարդկային գործունեությունը հանգեցնում է նրան, որ այն սկսում է աստիճանաբար փլուզվել, բայց քանի որ այն մեծ նշանակություն ունի, այն իրականացվում է. ակտիվ աշխատանքդրա պահպանման և վերականգնման համար։
• ջրի գոլորշիորոշում է օդի խոնավությունը. Դրա պարունակությունը կարող է տարբեր լինել՝ կախված տարբեր գործոններից՝ օդի ջերմաստիճանից, տարածքային դիրքից, սեզոնից: Ցածր ջերմաստիճանի դեպքում օդում շատ քիչ ջրային գոլորշի կա, գուցե մեկ տոկոսից պակաս, իսկ բարձր ջերմաստիճանի դեպքում դրա քանակը հասնում է 4%-ի։
• Բացի վերը նշված բոլորից, կազմը երկրագնդի մթնոլորտըմիշտ կա որոշակի տոկոս պինդ և հեղուկ կեղտեր. Դրանք են մուրը, մոխիրը, ծովի աղը, փոշին, ջրի կաթիլները, միկրոօրգանիզմները։ Նրանք կարող են օդ մտնել ինչպես բնական, այնպես էլ մարդածին ճանապարհով:

Մթնոլորտի շերտերը

Տարբեր բարձրությունների վրա օդի ջերմաստիճանը, խտությունը և որակական կազմը նույնը չեն։ Դրա պատճառով ընդունված է տարբերակել մթնոլորտի տարբեր շերտերը։ Նրանցից յուրաքանչյուրն ունի իր առանձնահատկությունները: Եկեք պարզենք, թե մթնոլորտի որ շերտերն են առանձնանում.

• Տրոպոսֆերա - մթնոլորտի այս շերտը ամենամոտն է Երկրի մակերեսին: Բարձրությունը բևեռներից 8-10 կմ է, արևադարձային գոտում՝ 16-18 կմ։ Մթնոլորտի ամբողջ ջրային գոլորշիների 90%-ը գտնվում է այստեղ, ուստի ակտիվ ամպերի ձևավորում է տեղի ունենում: Նաև այս շերտում նկատվում են այնպիսի գործընթացներ, ինչպիսիք են օդի (քամու) շարժումը, տուրբուլենտությունը և կոնվեկցիան: Ջերմաստիճանը տատանվում է +45 աստիճանից կեսօրին տաք սեզոնին արևադարձային շրջաններում մինչև -65 աստիճան բևեռներում:
• Ստրատոսֆերան մթնոլորտի երկրորդ ամենահեռավոր շերտն է։ Գտնվում է 11-ից 50 կմ բարձրության վրա։ Ստրատոսֆերայի ստորին շերտում ջերմաստիճանը մոտավորապես -55 է, հեռանալով Երկրից, այն բարձրանում է մինչև +1˚С: Այս շրջանը կոչվում է ինվերսիա և հանդիսանում է ստրատոսֆերայի և մեզոսֆերայի սահմանը։
• Մեզոսֆերան գտնվում է 50-ից 90 կմ բարձրության վրա։ Նրա ստորին սահմանին ջերմաստիճանը մոտ 0 է, վերինում՝ -80...-90 ˚С։ Երկրի մթնոլորտ մտնող երկնաքարերն ամբողջությամբ այրվում են մեզոսֆերայում՝ առաջացնելով օդային շողեր այստեղ։
• Ջերմոսֆերայի հաստությունը մոտավորապես 700 կմ է։ Հյուսիսափայլերը հայտնվում են մթնոլորտի այս շերտում։ Նրանք առաջանում են տիեզերական ճառագայթման և Արեգակից բխող ճառագայթման ազդեցության պատճառով։
• Էկզոսֆերան օդի ցրման գոտին է։ Այստեղ գազերի կոնցենտրացիան փոքր է, և նրանք աստիճանաբար փախչում են միջմոլորակային տարածություն։

Երկրի մթնոլորտի սահմանը և արտաքին տարածքԳիծը համարվում է 100 կմ։ Այս գիծը կոչվում է Կարմանի գիծ։

Մթնոլորտային ճնշում

Եղանակի կանխատեսումը լսելիս հաճախ ենք լսում բարոմետրիկ ճնշման ցուցանիշներ: Բայց ի՞նչ է նշանակում մթնոլորտային ճնշում, և ինչպե՞ս կարող է այն ազդել մեզ վրա։

Մենք պարզեցինք, որ օդը բաղկացած է գազերից և կեղտից: Այս բաղադրիչներից յուրաքանչյուրն ունի իր կշիռը, ինչը նշանակում է, որ մթնոլորտն անկշիռ չէ, ինչպես հավատում էին մինչև 17-րդ դարը։ Մթնոլորտային ճնշումը այն ուժն է, որով մթնոլորտի բոլոր շերտերը ճնշում են Երկրի մակերեսին և բոլոր առարկաներին։

Գիտնականները բարդ հաշվարկներ են կատարել և ապացուցել այդ մեկը քառակուսի մետրմակերեսը, որը մթնոլորտը ճնշում է 10333 կգ ուժով։ Սա նշանակում է, որ մարդու մարմինը ենթարկվում է օդային ճնշման, որի քաշը կազմում է 12-15 տոննա։ Ինչո՞ւ մենք սա չենք զգում: Մեզ փրկողը մեր ներքին ճնշումն է, որը հավասարակշռում է արտաքինը։ Դուք կարող եք զգալ մթնոլորտի ճնշումը, երբ գտնվում եք ինքնաթիռում կամ բարձր լեռներում, քանի որ բարձրության վրա մթնոլորտային ճնշումը շատ ավելի քիչ է: Այս դեպքում հնարավոր են ֆիզիկական անհանգստություն, ականջների խցանումներ, գլխապտույտ։

Շրջապատող մթնոլորտի մասին շատ բան կարելի է ասել։ Մենք շատ հետաքրքիր փաստեր գիտենք նրա մասին, և դրանցից մի քանիսը կարող են զարմանալի թվալ.

• Երկրի մթնոլորտի քաշը 5,300,000,000,000,000 տոննա է։
• Այն նպաստում է ձայնի փոխանցմանը: 100 կմ-ից ավելի բարձրության վրա այս հատկությունը անհետանում է մթնոլորտի կազմի փոփոխության պատճառով։
• Մթնոլորտի շարժումը հրահրվում է Երկրի մակերեսի անհավասար տաքացումից։
• Օդի ջերմաստիճանը որոշելու համար օգտագործվում է ջերմաչափ, իսկ մթնոլորտի ճնշումը որոշելու համար՝ բարոմետր։
• Մթնոլորտի առկայությունը մեր մոլորակը փրկում է ամեն օր 100 տոննա երկնաքարից։
• Օդի բաղադրությունը ֆիքսված էր մի քանի հարյուր միլիոն տարի, բայց սկսեց փոխվել արագ արդյունաբերական գործունեության սկզբով:
• Ենթադրվում է, որ մթնոլորտը տարածվում է դեպի վեր՝ հասնելով 3000 կմ բարձրության:

Մթնոլորտի կարևորությունը մարդկանց համար

Մթնոլորտի ֆիզիոլոգիական գոտին 5 կմ է։ Ծովի մակարդակից 5000 մ բարձրության վրա մարդը սկսում է թթվածնային քաղց զգալ, որն արտահայտվում է նրա կատարողականի նվազմամբ և ինքնազգացողության վատթարացմամբ։ Սա ցույց է տալիս, որ մարդը չի կարող գոյատևել մի տարածության մեջ, որտեղ չկա գազերի այս զարմանալի խառնուրդը:

Մթնոլորտի մասին բոլոր տեղեկություններն ու փաստերը միայն հաստատում են դրա կարևորությունը մարդկանց համար։ Նրա ներկայության շնորհիվ հնարավոր դարձավ կյանք զարգացնել Երկրի վրա։ Արդեն այսօր, գնահատելով այն վնասի չափը, որը մարդկությունն իր գործողություններով կարող է պատճառել կենարար օդին, պետք է մտածել մթնոլորտի պահպանման և վերականգնման հետագա միջոցների մասին։

Ծովի մակարդակում 1013,25 hPa (մոտ 760 մմ Hg): Երկրի մակերևույթի գլոբալ օդի միջին ջերմաստիճանը 15°C է, ջերմաստիճանը տատանվում է մոտավորապես 57°C-ից մերձարևադարձային անապատներում մինչև -89°C Անտարկտիդայում: Օդի խտությունը և ճնշումը նվազում են բարձրության հետ՝ ըստ էքսպոնենցիալին մոտ օրենքի:

Մթնոլորտի կառուցվածքը. Ուղղահայաց՝ մթնոլորտն ունի շերտավոր կառուցվածք, որը որոշվում է հիմնականում ուղղահայաց ջերմաստիճանի բաշխման առանձնահատկություններով (նկար), որը կախված է աշխարհագրական դիրքից, սեզոնից, օրվա ժամից և այլն։ Մթնոլորտի ստորին շերտը՝ տրոպոսֆերան, բնութագրվում է բարձրությամբ ջերմաստիճանի անկումով (մոտ 6°C-ով 1 կմ-ում), նրա բարձրությունը բևեռային լայնություններում 8-10 կմ-ից մինչև արևադարձային գոտում 16-18 կմ։ Բարձրության հետ օդի խտության արագ նվազման պատճառով մթնոլորտի ընդհանուր զանգվածի մոտ 80%-ը գտնվում է տրոպոսֆերայում։ Տրոպոսֆերայի վերևում գտնվում է ստրատոսֆերան՝ շերտ, որը սովորաբար բնութագրվում է բարձրության հետ ջերմաստիճանի բարձրացմամբ։ Տրոպոսֆերայի և ստրատոսֆերայի միջև անցումային շերտը կոչվում է տրոպոպաուզա։ Ստորին ստրատոսֆերայում, մինչև մոտ 20 կմ մակարդակ, ջերմաստիճանը փոքր-ինչ փոխվում է բարձրության հետ (այսպես կոչված իզոթերմային շրջան) և հաճախ նույնիսկ փոքր-ինչ նվազում է: Դրանից բարձր ջերմաստիճանը բարձրանում է Արեգակից ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման օզոնի կլանման պատճառով սկզբում դանդաղ, իսկ 34-36 կմ մակարդակից ավելի արագ։ Ստրատոսֆերայի վերին սահմանը՝ ստրատոպաուզան, գտնվում է 50-55 կմ բարձրության վրա, որը համապատասխանում է առավելագույն ջերմաստիճանին (260-270 Կ)։ Մթնոլորտի այն շերտը, որը գտնվում է 55-85 կմ բարձրության վրա, որտեղ ջերմաստիճանը կրկին իջնում ​​է բարձրության հետ, կոչվում է մեզոսֆերա՝ իր վերին սահմանում՝ մեզոպաուզա, ամռանը ջերմաստիճանը հասնում է 150-160 Կ-ի, իսկ 200-230; Մեզոպաուզայի վերևում սկսվում է թերմոսֆերան՝ 250 կմ բարձրության վրա հասնելով 800-1200 Կ-ի, Արեգակի կորպուսային և ռենտգենյան ճառագայթումը: երկնաքարերը դանդաղում և այրվում են, ուստի այն գործում է որպես Երկրի պաշտպանիչ շերտ: Նույնիսկ ավելի բարձր է էկզոլորտը, որտեղից մթնոլորտային գազերը ցրվում են արտաքին տարածություն՝ ցրման պատճառով և որտեղ աստիճանական անցում է տեղի ունենում մթնոլորտից միջմոլորակային տարածություն։

Մթնոլորտային կազմը. Մինչև մոտ 100 կմ բարձրության վրա մթնոլորտը քիմիական կազմով գրեթե միատարր է, իսկ օդի միջին մոլեկուլային քաշը (մոտ 29) հաստատուն։ Երկրի մակերեսին մոտ մթնոլորտը բաղկացած է ազոտից (մոտ 78,1% ծավալով) և թթվածնից (մոտ 20,9%), ինչպես նաև պարունակում է փոքր քանակությամբ արգոն, ածխածնի երկօքսիդ ( ածխաթթու գազ), նեոնային և այլ հաստատուն և փոփոխական բաղադրիչներ (տես Օդ)։

Բացի այդ, մթնոլորտը պարունակում է փոքր քանակությամբ օզոն, ազոտի օքսիդներ, ամոնիակ, ռադոն և այլն: Օդի հիմնական բաղադրիչների հարաբերական պարունակությունը ժամանակի ընթացքում հաստատուն է և միատեսակ տարբեր աշխարհագրական տարածքներում: Ջրային գոլորշու և օզոնի պարունակությունը փոփոխական է տարածության և ժամանակի մեջ. Չնայած ցածր պարունակությանը, նրանց դերը մթնոլորտային գործընթացներում շատ նշանակալի է։

100-110 կմ-ից բարձր տեղի է ունենում թթվածնի, ածխաթթու գազի և ջրային գոլորշու մոլեկուլների տարանջատում, ուստի օդի մոլեկուլային զանգվածը նվազում է։ Մոտ 1000 կմ բարձրության վրա սկսում են գերակշռել թեթև գազերը՝ հելիումը և ջրածինը, իսկ ավելի բարձր Երկրի մթնոլորտը աստիճանաբար վերածվում է միջմոլորակային գազի։

Մթնոլորտի ամենակարևոր փոփոխական բաղադրիչը ջրային գոլորշին է, որը մթնոլորտ է ներթափանցում ջրի և խոնավ հողի մակերևույթից գոլորշիացման, ինչպես նաև բույսերի կողմից ներթափանցման միջոցով: Ջրի գոլորշիների հարաբերական պարունակությունը տատանվում է երկրի մակերևույթի վրա՝ արևադարձային շրջաններում 2,6%-ից մինչև բևեռային լայնություններում՝ 0,2%: Բարձրության հետ արագ ընկնում է՝ կիսով չափ նվազելով արդեն 1,5-2 կմ բարձրության վրա։ Բարեխառն լայնություններում մթնոլորտի ուղղահայաց սյունը պարունակում է մոտ 1,7 սմ «տեղացած ջրի շերտ»։ Ջրային գոլորշիների խտացման ժամանակ առաջանում են ամպեր, որոնցից մթնոլորտային տեղումները թափվում են անձրեւի, կարկուտի եւ ձյան տեսքով։

Մթնոլորտային օդի կարևոր բաղադրիչը օզոնն է, որը կենտրոնացած է 90%-ով ստրատոսֆերայում (10-ից 50 կմ հեռավորության վրա), դրա մոտ 10%-ը գտնվում է տրոպոսֆերայում։ Օզոնը ապահովում է կոշտ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման կլանումը (ալիքի երկարությունը 290 նմ-ից պակաս), և դա նրա պաշտպանիչ դերն է կենսոլորտի համար: Օզոնի ընդհանուր պարունակության արժեքները տատանվում են՝ կախված լայնությունից և սեզոնից 0,22-ից 0,45 սմ միջակայքում (օզոնային շերտի հաստությունը p = 1 ատմ ճնշման և T = 0°C ջերմաստիճանում): Օզոնային անցքերում, որոնք դիտվում են գարնանը Անտարկտիդայում, սկսած 1980-ականների սկզբից, օզոնի պարունակությունը կարող է իջնել մինչև 0,07 սմ, այն ավելանում է հասարակածից մինչև բևեռներ և ունի տարեկան ցիկլ՝ առավելագույնը գարնանը և նվազագույնը աշնանը, իսկ ամպլիտուդը: տարեկան ցիկլը փոքր է արևադարձային գոտիներում և աճում է դեպի բարձր լայնություններ: Մթնոլորտի զգալի փոփոխական բաղադրիչը ածխաթթու գազն է, որի պարունակությունը մթնոլորտում վերջին 200 տարվա ընթացքում աճել է 35%-ով, ինչը հիմնականում բացատրվում է մարդածին գործոնով։ Դիտարկվում է դրա լայնական և սեզոնային փոփոխականությունը՝ կապված բույսերի ֆոտոսինթեզի և ծովի ջրում լուծելիության հետ (համաձայն Հենրիի օրենքի՝ ջրի մեջ գազի լուծելիությունը նվազում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ)։

Կարևոր դերՄթնոլորտային աերոզոլը՝ օդում կախված պինդ և հեղուկ մասնիկները, որոնց չափերը տատանվում են մի քանի նմ-ից մինչև տասնյակ միկրոններ, դեր են խաղում մոլորակի կլիմայի ձևավորման գործում: Կան բնական և մարդածին ծագման աերոզոլներ։ Աերոզոլը ձևավորվում է գազաֆազային ռեակցիաների ընթացքում բույսերի կյանքի և մարդու տնտեսական գործունեության արտադրանքներից, հրաբխային ժայթքումներից, մոլորակի մակերևույթից, հատկապես նրա անապատային շրջաններից քամու կողմից բարձրացող փոշու հետևանքով, ինչպես նաև առաջացել է մթնոլորտի վերին շերտերն ընկնող տիեզերական փոշուց։ Աերոզոլի մեծ մասը կենտրոնացած է տրոպոսֆերայում հրաբխային ժայթքումներից ձևավորում է այսպես կոչված Junge շերտը մոտ 20 կմ բարձրության վրա: Ամենամեծ քանակությունըմարդածին աերոզոլը մթնոլորտ է ներթափանցում տրանսպորտային միջոցների և ջերմաէլեկտրակայանների շահագործման, քիմիական արտադրության, վառելիքի այրման և այլնի արդյունքում: Հետևաբար, որոշ տարածքներում մթնոլորտի բաղադրությունը նկատելիորեն տարբերվում է սովորական օդից, որը պահանջում էր ստեղծել Մթնոլորտային օդի աղտոտվածության մակարդակի դիտարկման և մոնիտորինգի հատուկ ծառայություն։

Մթնոլորտի էվոլյուցիան. Ժամանակակից մթնոլորտը, ըստ երևույթին, երկրորդական ծագում ունի. այն ձևավորվել է գազերից, որոնք արձակվել են Երկրի պինդ թաղանթից մոտ 4,5 միլիարդ տարի առաջ մոլորակի ձևավորման ավարտից հետո: ընթացքում երկրաբանական պատմությունԵրկրի մթնոլորտը զգալի փոփոխություններ է կրել իր կազմի մեջ մի շարք գործոնների ազդեցության տակ. հրաբխային գործունեության արդյունքում լիտոսֆերայից գազերի արտազատում. քիմիական ռեակցիաներմթնոլորտի բաղադրիչների և երկրակեղևը կազմող ապարների միջև. ֆոտոքիմիական ռեակցիաները մթնոլորտում արևային ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման ազդեցության տակ. միջմոլորակային միջավայրից նյութի կուտակում (գրավում) (օրինակ՝ երկնաքարային նյութ)։ Մթնոլորտի զարգացումը սերտորեն կապված է երկրաբանական և երկրաքիմիական գործընթացների, իսկ վերջին 3-4 միլիարդ տարիների ընթացքում նաև կենսոլորտի գործունեության հետ։ Ժամանակակից մթնոլորտը կազմող գազերի զգալի մասը (ազոտ, ածխաթթու գազ, ջրային գոլորշի) առաջացել է հրաբխային ակտիվության և ներխուժման ժամանակ, որը դրանք տեղափոխել է Երկրի խորքերից։ Թթվածինը զգալի քանակությամբ հայտնվել է մոտ 2 միլիարդ տարի առաջ ֆոտոսինթետիկ օրգանիզմների գործունեության արդյունքում, որոնք ի սկզբանե առաջացել են մակերեսային ջրերօվկիանոս.

Կարբոնատային հանքավայրերի քիմիական կազմի տվյալների հիման վրա ստացվել են երկրաբանական անցյալի մթնոլորտում ածխաթթու գազի և թթվածնի քանակի գնահատականներ։ Ֆաներոզոյական դարաշրջանի ընթացքում (Երկրի պատմության վերջին 570 միլիոն տարին) մթնոլորտում ածխաթթու գազի քանակությունը մեծապես տարբերվում էր՝ կախված հրաբխային ակտիվության մակարդակից, օվկիանոսի ջերմաստիճանից և ֆոտոսինթեզի արագությունից: Այս ժամանակի մեծ մասում մթնոլորտում ածխաթթու գազի կոնցենտրացիան զգալիորեն ավելի բարձր է եղել, քան այսօր (մինչև 10 անգամ): Ֆաներոզոյան մթնոլորտում թթվածնի քանակությունը զգալիորեն փոխվել է՝ դրա ավելացման գերակշռող միտումով։ Նախաքեմբրյան մթնոլորտում ածխաթթու գազի զանգվածը, որպես կանոն, ավելի մեծ էր, իսկ թթվածնի զանգվածը ավելի փոքր էր Ֆաներոզոյան մթնոլորտի համեմատ։ Ածխածնի երկօքսիդի քանակի տատանումները անցյալում զգալի ազդեցություն են ունեցել կլիմայի վրա՝ մեծացնելով ջերմոցային էֆեկտը ածխածնի երկօքսիդի կոնցենտրացիաների աճով, ինչը կլիման շատ ավելի տաք է դարձնում Ֆաներոզոյական դարաշրջանի հիմնական մասում՝ համեմատած ժամանակակից դարաշրջանի հետ:

Մթնոլորտը և կյանքը. Առանց մթնոլորտի Երկիրը մեռած մոլորակ կլիներ: Օրգանական կյանքը տեղի է ունենում մթնոլորտի և հարակից կլիմայի և եղանակի հետ սերտ փոխազդեցության մեջ: Զանգվածով աննշան՝ համեմատած ամբողջ մոլորակի հետ (մոտ մեկ միլիոնից), մթնոլորտը անփոխարինելի պայման է կյանքի բոլոր ձևերի համար։ Օրգանիզմների կյանքի համար մթնոլորտային գազերից ամենակարևորներն են թթվածինը, ազոտը, ջրային գոլորշին, ածխաթթու գազը և օզոնը։ Երբ ածխաթթու գազը կլանում է ֆոտոսինթետիկ բույսերը, առաջանում է օրգանական նյութ, որն օգտագործվում է որպես էներգիայի աղբյուր կենդանի էակների ճնշող մեծամասնության, այդ թվում՝ մարդկանց կողմից։ Թթվածինն անհրաժեշտ է աերոբ օրգանիզմների գոյության համար, որոնց համար էներգիայի հոսքն ապահովվում է օքսիդացման ռեակցիաներով. օրգանական նյութեր. Ազոտը, որը յուրացվում է որոշ միկրոօրգանիզմների կողմից (ազոտի ամրագրիչներ), անհրաժեշտ է բույսերի հանքային սնուցման համար։ Օզոնը, որը կլանում է Արեգակի կոշտ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը, զգալիորեն թուլացնում է կյանքի համար վնասակար արևային ճառագայթման այս հատվածը։ Մթնոլորտում ջրային գոլորշիների խտացումը, ամպերի առաջացումը և հաջորդող տեղումները ջուր են մատակարարում ցամաքին, առանց որի կյանքի ոչ մի ձև հնարավոր չէ: Օրգանիզմների կենսագործունեությունը հիդրոսֆերայում մեծապես պայմանավորված է քանակով և քիմիական բաղադրությունըջրում լուծված մթնոլորտային գազեր. Քանի որ մթնոլորտի քիմիական բաղադրությունը էապես կախված է օրգանիզմների գործունեությունից, կենսոլորտը և մթնոլորտը կարելի է համարել որպես մեկ միասնական համակարգի մաս, որի պահպանումն ու էվոլյուցիան (տես Կենսաերկրաքիմիական ցիկլեր) մեծ նշանակություն ունեցավ բաղադրության փոփոխության համար։ մթնոլորտը Երկրի` որպես մոլորակի պատմության ընթացքում:

Մթնոլորտի ճառագայթման, ջերմության և ջրի հավասարակշռությունը. Արեգակնային ճառագայթումը գործնականում էներգիայի միակ աղբյուրն է մթնոլորտի բոլոր ֆիզիկական գործընթացների համար: Մթնոլորտի ճառագայթային ռեժիմի հիմնական առանձնահատկությունն այսպես կոչված ջերմոցային էֆեկտն է. մթնոլորտը բավականին լավ է փոխանցում արևի ճառագայթումը երկրի մակերեսին, բայց ակտիվորեն կլանում է երկրի մակերևույթից ջերմային երկարալիք ճառագայթումը, որի մի մասը վերադառնում է մակերես: հակաճառագայթման տեսքով՝ փոխհատուցելով երկրի մակերևույթից ճառագայթային ջերմության կորուստը (տես Մթնոլորտային ճառագայթում )։ Մթնոլորտի բացակայության դեպքում երկրագնդի մակերեսի միջին ջերմաստիճանը կլինի -18°C, իսկ իրականում այն ​​15°C է։ Ներգնա արևային ճառագայթումը մասամբ (մոտ 20%) ներծծվում է մթնոլորտ (հիմնականում ջրային գոլորշիների, ջրի կաթիլների, ածխածնի երկօքսիդի, օզոնի և աերոզոլների միջոցով), ինչպես նաև ցրվում է (մոտ 7%) աերոզոլի մասնիկներով և խտության տատանումներով (Ռեյլի ցրում) . Երկրի մակերեսին հասնող ընդհանուր ճառագայթումը մասամբ (մոտ 23%) արտացոլվում է դրանից։ Անդրադարձման գործակիցը որոշվում է հիմքում ընկած մակերեսի արտացոլմամբ, այսպես կոչված, ալբեդոյով: Միջին հաշվով, Երկրի ալբեդոն արեգակնային ճառագայթման ինտեգրալ հոսքի համար մոտ 30% է: Այն տատանվում է մի քանի տոկոսից (չոր հող և սևահող) մինչև 70-90% թարմ տեղացած ձյան դեպքում: Երկրի մակերևույթի և մթնոլորտի միջև ռադիացիոն ջերմափոխանակությունը զգալիորեն կախված է ալբեդոյից և որոշվում է երկրի մակերեսի արդյունավետ ճառագայթմամբ և դրա կողմից կլանված մթնոլորտի հակաճառագայթմամբ։ Ճառագայթային հոսքերի հանրահաշվական գումարը, որը մտնում է Երկրի մթնոլորտ արտաքին տարածությունից և հետ է թողնում այն, կոչվում է ճառագայթային հավասարակշռություն։

Արեգակնային ճառագայթման փոխակերպումները մթնոլորտի և երկրի մակերեսի կողմից կլանվելուց հետո որոշում են Երկրի ջերմային հավասարակշռությունը որպես մոլորակ: Մթնոլորտի ջերմության հիմնական աղբյուրը երկրի մակերեսն է. դրանից ջերմությունը փոխանցվում է ոչ միայն երկար ալիքի ճառագայթման, այլ նաև կոնվեկցիայի միջոցով, ինչպես նաև ազատվում է ջրային գոլորշիների խտացման ժամանակ։ Ջերմային այդ ներհոսքերի մասնաբաժինները միջինում կազմում են համապատասխանաբար 20%, 7% և 23%։ Ջերմության մոտ 20%-ն այստեղ ավելացվում է նաև արևի ուղիղ ճառագայթման կլանման պատճառով։ Արեգակնային ճառագայթման հոսքը մեկ միավոր ժամանակում արևի ճառագայթներին ուղղահայաց և մթնոլորտից դուրս գտնվող տարածքի միջով Երկրից Արեգակ միջին հեռավորության վրա (այսպես կոչված արևային հաստատուն) հավասար է 1367 Վտ/մ2, փոփոխությունները՝ 1-2 Վտ/մ2 կախված արեգակնային ակտիվության ցիկլից: Մոտ 30% մոլորակային ալբեդոյի դեպքում արեգակնային էներգիայի միջին ժամանակի համաշխարհային ներհոսքը դեպի մոլորակ 239 Վտ/մ2 է։ Քանի որ Երկիրը որպես մոլորակ միջինում նույն քանակությամբ էներգիա է արտանետում տիեզերք, ապա, Ստեֆան-Բոլցմանի օրենքի համաձայն, ելքային ջերմային երկարալիք ճառագայթման արդյունավետ ջերմաստիճանը 255 Կ է (-18 ° C): Միաժամանակ երկրագնդի մակերեսի միջին ջերմաստիճանը 15°C է։ 33°C-ի տարբերությունը պայմանավորված է ջերմոցային էֆեկտով։

Մթնոլորտի ջրային հաշվեկշիռը հիմնականում համապատասխանում է Երկրի մակերևույթից գոլորշիացված խոնավության և Երկրի մակերեսին թափվող տեղումների քանակի հավասարությանը։ Օվկիանոսների վրայի մթնոլորտը գոլորշիացման գործընթացներից ավելի շատ խոնավություն է ստանում, քան ցամաքում, և տեղումների տեսքով կորցնում է 90%-ը: Օվկիանոսների վրայով ավելցուկային ջրի գոլորշին օդային հոսանքների միջոցով տեղափոխվում է մայրցամաքներ: Օվկիանոսներից դեպի մայրցամաքներ մթնոլորտ տեղափոխվող ջրի գոլորշիների քանակը հավասար է օվկիանոսներ թափվող գետերի ծավալին։

Օդի շարժում. Երկիրը գնդաձև է, ուստի արևային ճառագայթումը շատ ավելի քիչ է հասնում իր բարձր լայնություններին, քան արևադարձայինները: Արդյունքում, լայնությունների միջև առաջանում են ջերմաստիճանի մեծ հակադրություններ։ Ջերմաստիճանի բաշխման վրա էապես ազդում են նաև օվկիանոսների և մայրցամաքների հարաբերական դիրքերը։ Օվկիանոսի ջրերի մեծ զանգվածի և ջրի բարձր ջերմային հզորության պատճառով օվկիանոսի մակերեսի ջերմաստիճանի սեզոնային տատանումները շատ ավելի քիչ են, քան ցամաքում։ Այս առումով միջին և բարձր լայնություններում ամռանը օվկիանոսների վրա օդի ջերմաստիճանը նկատելիորեն ցածր է, քան մայրցամաքներում, իսկ ձմռանը ավելի բարձր է:

Տարբեր տարածքներում մթնոլորտի անհավասար տաքացում գլոբուսառաջացնում է մթնոլորտային ճնշման տարածական անհամասեռ բաշխում։ Ծովի մակարդակում ճնշման բաշխումը բնութագրվում է համեմատաբար ցածր արժեքներով հասարակածի մոտ, ավելանում է մերձարևադարձային գոտում (բարձր ճնշման գոտիներ) և նվազում միջին և բարձր լայնություններում: Միևնույն ժամանակ, արտատրոպիկական լայնությունների մայրցամաքներում ճնշումը սովորաբար ավելանում է ձմռանը և նվազում ամռանը, ինչը կապված է ջերմաստիճանի բաշխման հետ։ Ճնշման գրադիենտի ազդեցության տակ օդը զգում է արագացում, որն ուղղված է բարձր ճնշման տարածքներից դեպի ցածր ճնշման տարածքներ, ինչը հանգեցնում է օդային զանգվածների շարժմանը: Շարժվող օդի զանգվածների վրա ազդում են նաև Երկրի պտույտի շեղող ուժը (Կորիոլիս ուժ), շփման ուժը, որը նվազում է բարձրության հետ, իսկ կոր հետագծերի դեպքում՝ կենտրոնախույս ուժը։ Մեծ նշանակությունունի տուրբուլենտ օդի խառնում (տես Տուրբուլենտություն մթնոլորտում)։

Կապված է մոլորակային ճնշման բաշխման հետ բարդ համակարգօդային հոսանքներ (ընդհանուր մթնոլորտային շրջանառություն): Միջօրեական հարթությունում միջինում կարելի է հետևել երկու կամ երեք միջօրեական շրջանառության բջիջներ։ Հասարակածի մոտ տաքացած օդը բարձրանում և իջնում ​​է մերձարևադարձային գոտում՝ ձևավորելով Հեդլի բջիջ։ Այնտեղ է իջնում ​​նաև հակառակ Ֆերելի խցի օդը։ Բարձր լայնություններում հաճախ տեսանելի է ուղիղ բևեռային բջիջ: Միջօրեական շրջանառության արագությունները 1 մ/վ կամ ավելի քիչ են: Կորիոլսի ուժի շնորհիվ մթնոլորտի մեծ մասում դիտվում են արևմտյան քամիներ միջին տրոպոսֆերայում մոտ 15 մ/վ արագությամբ։ Կան համեմատաբար կայուն քամու համակարգեր։ Դրանք ներառում են առևտրային քամիներ - քամիներ, որոնք փչում են մերձարևադարձային բարձր ճնշման գոտիներից դեպի հասարակած՝ նկատելի արևելյան բաղադրիչով (արևելքից արևմուտք): Մուսոնները բավականին կայուն են՝ օդային հոսանքներ, որոնք ունեն հստակ սահմանված սեզոնային բնույթ. ամռանը նրանք փչում են օվկիանոսից դեպի մայրցամաք, իսկ ձմռանը՝ հակառակ ուղղությամբ: Հատկապես կանոնավոր են մուսոնները Հնդկական օվկիանոս. Միջին լայնություններում օդային զանգվածների տեղաշարժը հիմնականում արևմտյան է (արևմուտքից արևելք)։ Սա մթնոլորտային ճակատների գոտի է, որի վրա առաջանում են մեծ հորձանուտներ՝ ցիկլոններ և անտիցիկլոններ, որոնք ծածկում են հարյուրավոր և նույնիսկ հազարավոր կիլոմետրեր: Ցիկլոններ առաջանում են նաև արևադարձային գոտիներում. այստեղ նրանք առանձնանում են իրենց ավելի փոքր չափերով, բայց շատ բարձր քամու արագությամբ՝ հասնելով փոթորիկների ուժգնության (33 մ/վ կամ ավելի), այսպես կոչված, արևադարձային ցիկլոններով։ Ատլանտյան օվկիանոսում և արևելքում խաղաղ Օվկիանոսդրանք կոչվում են փոթորիկներ, իսկ Խաղաղ օվկիանոսի արևմտյան մասում՝ թայֆուններ։ Վերին տրոպոսֆերայում և ստորին ստրատոսֆերայում, Հեդլիի ուղիղ միջօրեական շրջանառության բջիջը և հակառակ Ֆերելի բջիջը բաժանող տարածքներում, համեմատաբար նեղ, հարյուրավոր կիլոմետր լայնությամբ, հաճախ նկատվում են կտրուկ սահմանված սահմաններով ռեակտիվ հոսքեր, որոնց ներսում քամին հասնում է 100-150-ի: եւ նույնիսկ 200 մ/ With.

Կլիման և եղանակը. Տարբեր լայնություններով հասնող արեգակնային ճառագայթման քանակի տարբերությունը տարբեր ֆիզիկական հատկություններերկրի մակերեսը, որոշում է Երկրի կլիմայի բազմազանությունը: Հասարակածից մինչև արևադարձային լայնություններ Երկրի մակերևույթի վրա օդի ջերմաստիճանը միջինում կազմում է 25-30°C և քիչ է տատանվում տարվա ընթացքում։ Հասարակածային գոտում սովորաբար շատ տեղումներ են լինում, որոնք այնտեղ ավելորդ խոնավության պայմաններ են ստեղծում։ Արևադարձային գոտիներում տեղումները նվազում են, իսկ որոշ շրջաններում՝ շատ քիչ: Ահա Երկրի հսկայական անապատները:

Մերձարևադարձային և միջին լայնություններում օդի ջերմաստիճանը զգալիորեն տատանվում է տարվա ընթացքում, իսկ ամառային և ձմեռային ջերմաստիճանների տարբերությունը հատկապես մեծ է մայրցամաքների օվկիանոսներից հեռու գտնվող տարածքներում: Այսպիսով, Արեւելյան Սիբիրի որոշ շրջաններում օդի տարեկան ջերմաստիճանի միջակայքը հասնում է 65°C-ի։ Այս լայնություններում խոնավացման պայմանները շատ բազմազան են, հիմնականում կախված են ընդհանուր մթնոլորտային շրջանառության ռեժիմից և զգալիորեն տարբերվում են տարեցտարի:

Բևեռային լայնություններում ջերմաստիճանը ցածր է մնում ամբողջ տարվա ընթացքում, նույնիսկ եթե կա նկատելի սեզոնային տատանումներ: Սա նպաստում է օվկիանոսների և ցամաքի վրա սառցե ծածկույթի լայն տարածմանը և հավերժական սառույցին, որոնք զբաղեցնում են նրա տարածքի ավելի քան 65%-ը Ռուսաստանում, հիմնականում Սիբիրում:

Վերջին տասնամյակների ընթացքում գլոբալ կլիմայի փոփոխություններն ավելի ու ավելի նկատելի են դարձել: Ջերմաստիճանն ավելի շատ բարձրանում է բարձր լայնություններում, քան ցածր լայնություններում; ավելի շատ ձմռանը, քան ամռանը; ավելի շատ գիշերը, քան ցերեկը: 20-րդ դարի ընթացքում Երկրի մակերևույթի օդի միջին տարեկան ջերմաստիճանը Ռուսաստանում աճել է 1,5-2°C-ով, իսկ Սիբիրի որոշ շրջաններում նկատվել է մի քանի աստիճանով բարձրացում։ Սա կապված է ջերմոցային էֆեկտի ավելացման հետ՝ կապված հետագազերի կոնցենտրացիայի ավելացման հետ:

Եղանակը որոշվում է մթնոլորտային շրջանառության պայմաններով և աշխարհագրական դիրքըտեղանքը, այն առավել կայուն է արևադարձային գոտիներում և առավել փոփոխական միջին և բարձր լայնություններում: Եղանակը ամենից շատ փոխվում է օդային զանգվածների փոփոխման գոտիներում, որոնք առաջանում են մթնոլորտային ճակատների, ցիկլոնների և անտիցիկլոնների անցման հետևանքով, որոնք կրում են տեղումներ և քամու ուժգնացում: Եղանակի կանխատեսման համար տվյալները հավաքվում են ցամաքային եղանակային կայաններում, նավերում և ինքնաթիռներում, ինչպես նաև օդերևութաբանական արբանյակներից: Տես նաև Օդերեւութաբանություն։

Օպտիկական, ակուստիկ և էլեկտրական երևույթներ մթնոլորտում. Երբ մթնոլորտում էլեկտրամագնիսական ճառագայթումը տարածվում է օդով լույսի և տարբեր մասնիկների (աերոզոլ, սառցե բյուրեղներ, ջրի կաթիլներ) բեկման, կլանման և ցրման արդյունքում, տարբեր. օպտիկական երևույթներԾիածան, թագեր, լուսապսակ, միրաժ և այլն: Լույսի ցրումը որոշում է երկնակամարի տեսանելի բարձրությունը և երկնքի կապույտ գույնը: Օբյեկտների տեսանելիության տիրույթը որոշվում է մթնոլորտում լույսի տարածման պայմաններով (տես Մթնոլորտային տեսանելիություն)։ Մթնոլորտի թափանցիկությունը տարբեր ալիքների երկարություններում որոշում է հաղորդակցության տիրույթը և գործիքներով առարկաներ հայտնաբերելու ունակությունը, ներառյալ Երկրի մակերևույթից աստղագիտական ​​դիտարկումների հնարավորությունը: Ստրատոսֆերայի և մեզոսֆերայի օպտիկական անհամասեռությունների ուսումնասիրության համար կարևոր դեր է խաղում մթնշաղի ֆենոմենը։ Օրինակ՝ մթնշաղի հետ լուսանկարելը տիեզերանավթույլ է տալիս հայտնաբերել աերոզոլային շերտերը: Մթնոլորտում էլեկտրամագնիսական ճառագայթման տարածման առանձնահատկությունները որոշում են մեթոդների ճշգրտությունը հեռահար զոնդավորումդրա պարամետրերը. Այս բոլոր հարցերը, ինչպես նաև շատ այլ հարցեր, ուսումնասիրվում են մթնոլորտային օպտիկայի կողմից: Ռադիոալիքների բեկումը և ցրումը որոշում են ռադիոընդունման հնարավորությունները (տես Ռադիոալիքների տարածում)։

Մթնոլորտում ձայնի տարածումը կախված է ջերմաստիճանի տարածական բաշխումից և քամու արագությունից (տես Մթնոլորտային ակուստիկա)։ Հետաքրքրություն է ներկայացնում հեռակառավարման եղանակով մթնոլորտային զոնդավորման համար: Հրթիռներով լիցքերի պայթյունները մթնոլորտի վերին մասում հարուստ տեղեկատվություն էին տալիս քամու համակարգերի և ստրատոսֆերայի և մեզոսֆերայի ջերմաստիճանի տատանումների մասին: Կայուն շերտավորված մթնոլորտում, երբ ջերմաստիճանը նվազում է ադիաբատիկ գրադիենտից ավելի դանդաղ բարձրության հետ (9,8 Կ/կմ), առաջանում են այսպես կոչված ներքին ալիքներ։ Այս ալիքները կարող են տարածվել դեպի վեր՝ դեպի ստրատոսֆերա և նույնիսկ դեպի մեզոսֆերա, որտեղ դրանք թուլանում են՝ նպաստելով քամիների և տուրբուլենտության ավելացմանը:

Երկրի բացասական լիցքը և առաջացած էլեկտրական դաշտը՝ մթնոլորտը, էլեկտրական լիցքավորված իոնոլորտի և մագնիտոսֆերայի հետ միասին ստեղծում են գլոբալ էլեկտրական միացում։ Դրանում կարևոր դեր է խաղում ամպերի և ամպրոպային էլեկտրաէներգիայի առաջացումը։ Կայծակնային արտանետումների վտանգի պատճառով անհրաժեշտություն է առաջացել մշակել շենքերի, շինությունների, էլեկտրահաղորդման գծերի և հաղորդակցությունների կայծակային պաշտպանության մեթոդները: Այս երեւույթը առանձնահատուկ վտանգ է ներկայացնում ավիացիայի համար։ Կայծակնային արտանետումները առաջացնում են մթնոլորտային ռադիոմիջամտություններ, որոնք կոչվում են մթնոլորտ (տես Սուլիչ մթնոլորտ): Լարվածության կտրուկ աճի ժամանակ էլեկտրական դաշտԴիտվում են լուսավոր արտանետումներ, որոնք հայտնվում են երկրի մակերևույթից վեր դուրս ցցված առարկաների ծայրերին և սուր անկյուններին, լեռների առանձին գագաթներին և այլն (Elma lights): Մթնոլորտը միշտ պարունակում է շատ տարբեր քանակությամբ թեթև և ծանր իոններ՝ կախված հատուկ պայմաններից, որոնք որոշում են մթնոլորտի էլեկտրական հաղորդունակությունը։ Երկրի մակերևույթին մոտ օդի հիմնական իոնացնողներն են երկրակեղևում և մթնոլորտում պարունակվող ռադիոակտիվ նյութերի ճառագայթումը, ինչպես նաև. տիեզերական ճառագայթներ. Տես նաև Մթնոլորտային էլեկտրաէներգիա։

Մարդու ազդեցությունը մթնոլորտի վրա.Անցած դարերի ընթացքում մթնոլորտում նկատվել է ջերմոցային գազերի կոնցենտրացիայի աճ՝ մարդկային տնտեսական գործունեության պատճառով։ Ածխածնի երկօքսիդի տոկոսը երկու հարյուր տարի առաջ 2,8-10 2-ից աճել է մինչև 3,8-10 2, 2005 թ. դար; Անցած դարի ընթացքում ջերմոցային էֆեկտի աճի մոտ 20%-ը եկել է ֆրեոններից, որոնք գործնականում բացակայում էին մթնոլորտում մինչև 20-րդ դարի կեսերը: Այս նյութերը ճանաչված են որպես ստրատոսֆերային օզոնը քայքայող նյութեր, և դրանց արտադրությունն արգելված է 1987 թվականի Մոնրեալի արձանագրությամբ։ Մթնոլորտում ածխաթթու գազի կոնցենտրացիայի ավելացումը պայմանավորված է ածխի, նավթի, գազի և այլ տեսակի ածխածնային վառելանյութերի անընդհատ աճող քանակությունների այրմամբ, ինչպես նաև անտառների մաքրմամբ, որի արդյունքում կլանվում է. ածխաթթու գազը ֆոտոսինթեզի միջոցով նվազում է: Մեթանի կոնցենտրացիան մեծանում է նավթի և գազի արդյունահանման ավելացման հետ (դրա կորուստների պատճառով), ինչպես նաև բրնձի մշակաբույսերի ընդլայնման և խոշոր եղջերավոր անասունների քանակի ավելացման հետ։ Այս ամենը նպաստում է կլիմայի տաքացմանը։

Եղանակը փոխելու համար մշակվել են եղանակներ՝ ակտիվորեն ազդելու մթնոլորտային գործընթացների վրա։ Դրանք օգտագործվում են գյուղատնտեսական բույսերը կարկուտից պաշտպանելու համար՝ ամպրոպային ամպերի մեջ հատուկ ռեակտիվներ ցրելով։ Կան նաև մեթոդներ՝ օդանավակայաններում մառախուղը ցրելու, բույսերը ցրտահարությունից պաշտպանելու, ամպերի վրա ազդելու՝ ցանկալի վայրերում տեղումներն ավելացնելու կամ հանրային միջոցառումների ժամանակ ամպերը ցրելու համար:

Մթնոլորտի ուսումնասիրություն. մասին տեղեկություններ ֆիզիկական գործընթացներմթնոլորտում ստացվում են հիմնականում օդերևութաբանական դիտարկումներից, որոնք իրականացվում են մշտական ​​օդերևութաբանական կայանների և փոստերի գլոբալ ցանցի կողմից, որոնք տեղակայված են բոլոր մայրցամաքներում և բազմաթիվ կղզիներում: Ամենօրյա դիտարկումները տեղեկատվություն են տալիս օդի ջերմաստիճանի և խոնավության, մթնոլորտային ճնշման և տեղումների, ամպամածության, քամու և այլնի մասին: Արեգակնային ճառագայթման և դրա փոխակերպումների դիտարկումները կատարվում են ակտինոմետրիկ կայաններում: Մթնոլորտի ուսումնասիրության համար մեծ նշանակություն ունեն աերոլոգիական կայանների ցանցերը, որոնցում ռադիոզոնդների միջոցով օդերևութաբանական չափումներ են իրականացվում մինչև 30-35 կմ բարձրության վրա։ Մի շարք կայաններում կատարվում են մթնոլորտային օզոնի, մթնոլորտի էլեկտրական երեւույթների, օդի քիմիական կազմի դիտարկումներ։

Վերգետնյա կայանների տվյալները լրացվում են օվկիանոսների դիտարկումներով, որտեղ գործում են «եղանակային նավերը», որոնք մշտապես տեղակայված են Համաշխարհային օվկիանոսի որոշակի տարածքներում, ինչպես նաև հետազոտական ​​և այլ նավերից ստացված օդերևութաբանական տեղեկատվությունը:

Վերջին տասնամյակների ընթացքում մթնոլորտի մասին ավելի ու ավելի շատ տեղեկատվություն է ստացվել օդերևութաբանական արբանյակների միջոցով, որոնք կրում են ամպերը լուսանկարելու և Արեգակից ուլտրամանուշակագույն, ինֆրակարմիր և միկրոալիքային ճառագայթման հոսքերը չափելու գործիքներ: Արբանյակները հնարավորություն են տալիս տեղեկատվություն ստանալ ջերմաստիճանի ուղղահայաց պրոֆիլների, ամպամածության և դրա ջրամատակարարման, տարրերի մասին ճառագայթային հավասարակշռությունմթնոլորտ, օվկիանոսի մակերևույթի ջերմաստիճան և այլն: Օգտագործելով նավիգացիոն արբանյակների համակարգից ռադիոազդանշանների բեկման չափումները, հնարավոր է որոշել խտության, ճնշման և ջերմաստիճանի ուղղահայաց պրոֆիլները, ինչպես նաև մթնոլորտում խոնավության պարունակությունը: Արբանյակների օգնությամբ հնարավոր է դարձել պարզել Երկրի արեգակնային հաստատունի և մոլորակային ալբեդոյի արժեքը, կառուցել Երկիր-մթնոլորտ համակարգի ճառագայթային հավասարակշռության քարտեզներ, չափել փոքր մթնոլորտային աղտոտիչների պարունակությունն ու փոփոխականությունը և լուծել Մթնոլորտային ֆիզիկայի և շրջակա միջավայրի մոնիտորինգի բազմաթիվ այլ խնդիրներ:

Լիտ. Բուդիկո Մ.Ի. Կլիման անցյալում և ապագայում. Լ., 1980; Matveev L. T. Ընդհանուր օդերևութաբանության դասընթաց. Մթնոլորտային ֆիզիկա. 2-րդ հրատ. Լ., 1984; Budyko M.I., Ronov A.B., Yanshin A.L. Մթնոլորտի պատմություն. Լ., 1985; Խրգյան Ա.Խ.Մթնոլորտային ֆիզիկա. Մ., 1986; Մթնոլորտը. տեղեկատու: Լ., 1991; Խրոմով Ս.Պ., Պետրոսյանց Մ.Ա. Օդերեւութաբանություն և կլիմայաբանություն. 5-րդ հրատ. Մ., 2001։

Գ. Ս. Գոլիցին, Ն. Ա. Զայցևա:

Մթնոլորտի ճշգրիտ չափերը հայտնի չեն, քանի որ նրա վերին սահմանը հստակ տեսանելի չէ: Այնուամենայնիվ, մթնոլորտի կառուցվածքը բավականաչափ ուսումնասիրված է, որպեսզի բոլորը պատկերացում կազմեն, թե ինչպես է կառուցված մեր մոլորակի գազային ծրարը:

Գիտնականները, ովքեր ուսումնասիրում են մթնոլորտի ֆիզիկան, այն սահմանում են որպես Երկրի շուրջ պտտվող շրջան, որը պտտվում է մոլորակի հետ: FAI-ն տալիս է հետևյալը սահմանում:

• Տիեզերքի և մթնոլորտի միջև սահմանն անցնում է Կարմանի գծով: Այս գիծը, ըստ նույն կազմակերպության սահմանման, ծովի մակարդակից բարձրություն է, որը գտնվում է 100 կմ բարձրության վրա։

Այս գծի վերևում գտնվող ամեն ինչ արտաքին տարածություն է: Մթնոլորտն աստիճանաբար տեղափոխվում է միջմոլորակային տարածություն, այդ իսկ պատճառով նրա չափերի մասին տարբեր պատկերացումներ կան։

Մթնոլորտի ստորին սահմանի հետ ամեն ինչ շատ ավելի պարզ է. այն անցնում է մակերեսի երկայնքով երկրի ընդերքըիսկ Երկրի ջրային մակերեսը՝ հիդրոսֆերան։ Այս դեպքում սահմանը, կարելի է ասել, միաձուլվում է երկրի և ջրային մակերեսների հետ, քանի որ այնտեղի մասնիկները նաև օդի լուծված մասնիկներ են։

Մթնոլորտի ո՞ր շերտերն են ներառված Երկրի չափսերում:

Հետաքրքիր փաստՁմռանը ավելի ցածր է, ամռանը ավելի բարձր է:

Հենց այս շերտում առաջանում են տուրբուլենտներ, անտիցիկլոններ ու ցիկլոններ, առաջանում են ամպեր։ Հենց այս ոլորտն է պատասխանատու եղանակի ձևավորման համար։

Տրոպոպաուզը շերտ է, որի ջերմաստիճանը բարձրության հետ չի նվազում։ Տրոպոպաուսից վեր՝ 11-ից բարձր և մինչև 50 կմ բարձրության վրա, գտնվում է ստրատոսֆերան։ Ստրատոսֆերան պարունակում է օզոնի շերտ, որը, ինչպես հայտնի է, պաշտպանում է մոլորակը ուլտրամանուշակագույն ճառագայթներից։ Այս շերտի օդը բարակ է, ինչը բացատրում է երկնքի բնորոշ մանուշակագույն երանգը։ Այստեղ օդային հոսքերի արագությունը կարող է հասնել 300 կմ/ժ-ի։ Ստրատոսֆերայի և մեզոսֆերայի միջև կա ստրատոպաուզա՝ սահմանային ոլորտ, որտեղ ջերմաստիճանի առավելագույն ջերմաստիճանը տեղի է ունենում:

Հաջորդ շերտը մեզոսֆերան է։ Այն տարածվում է 85-90 կիլոմետր բարձրությունների վրա։ Մեզոսֆերայում երկնքի գույնը սև է, ուստի աստղերը կարելի է դիտել նույնիսկ առավոտյան և կեսօրին: Այնտեղ տեղի են ունենում ամենաբարդ ֆոտոքիմիական պրոցեսները, որոնց ընթացքում առաջանում է մթնոլորտային փայլ։

Մեզոսֆերայի և հաջորդ շերտի՝ թերմոսֆերայի միջև գտնվում է մեզոպաուզան։ Այն սահմանվում է որպես անցումային շերտ, որում դիտվում է նվազագույն ջերմաստիճան: Ավելի բարձր՝ ծովի մակարդակից 100 կիլոմետր բարձրության վրա, Կարման գիծն է։ Այս գծից վեր գտնվում են թերմոսֆերան (բարձրության սահմանը 800 կմ) և էկզոլորտը, որը նաև կոչվում է «ցրման գոտի»։ Մոտավորապես 2-3 հազար կիլոմետր բարձրության վրա այն անցնում է մերձ տիեզերական վակուում։

Հաշվի առնելով, որ մթնոլորտի վերին շերտը հստակ տեսանելի չէ, դրա ճշգրիտ չափը հնարավոր չէ հաշվարկել։ Բացի այդ, ին տարբեր երկրներԿան կազմակերպություններ, որոնք տարբեր կարծիքներ ունեն այս հարցում։ Հարկ է նշել, որ Կարման գիծԵրկրի մթնոլորտի սահմանը կարելի է համարել միայն պայմանականորեն, քանի որ տարբեր աղբյուրներ օգտագործում են տարբեր սահմանային նշիչներ: Այսպիսով, որոշ աղբյուրներում կարելի է գտնել տեղեկություններ, որ վերին սահմանն անցնում է 2500-3000 կմ բարձրության վրա։

NASA-ն հաշվարկների համար օգտագործում է 122 կիլոմետր նիշը։ Ոչ վաղ անցյալում իրականացվեցին փորձեր, որոնք պարզեցին սահմանը, որը գտնվում է մոտ 118 կմ.

10,045×10 3 J/(kg*K) (0-100°C ջերմաստիճանի միջակայքում), C v 8,3710*10 3 J/(kg*K) (0-1500°C): Օդի լուծելիությունը ջրում 0°C-ում կազմում է 0,036%, 25°C-ում՝ 0,22%:

Մթնոլորտային կազմը

Մթնոլորտային ձևավորման պատմություն

Վաղ պատմություն

Ներկայումս գիտությունը չի կարող հարյուր տոկոս ճշգրտությամբ հետևել Երկրի ձևավորման բոլոր փուլերին։ Ամենատարածված տեսության համաձայն՝ Երկրի մթնոլորտը ժամանակի ընթացքում ունեցել է չորս տարբեր կազմ։ Սկզբում այն ​​բաղկացած էր միջմոլորակային տարածությունից գրավված թեթև գազերից (ջրածին և հելիում)։ Սա այսպես կոչված առաջնային մթնոլորտ. Հաջորդ փուլում ակտիվ հրաբխային ակտիվությունը հանգեցրեց մթնոլորտի հագեցվածությանը, բացի ջրածնից այլ գազերով (ածխաջրածիններ, ամոնիակ, ջրային գոլորշի): Ահա թե ինչպես է այն ձևավորվել երկրորդական մթնոլորտ. Այս մթնոլորտը վերականգնող էր։ Ավելին, մթնոլորտի ձևավորման գործընթացը որոշվել է հետևյալ գործոններով.

• ջրածնի մշտական ​​արտահոսք միջմոլորակային տարածություն;
• քիմիական ռեակցիաներ, որոնք տեղի են ունենում մթնոլորտում ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման, կայծակնային արտանետումների և որոշ այլ գործոնների ազդեցության տակ:

Աստիճանաբար այս գործոնները հանգեցրին ձեւավորմանը երրորդական մթնոլորտ, բնութագրվում է ջրածնի շատ ավելի ցածր պարունակությամբ և ազոտի ու ածխածնի երկօքսիդի շատ ավելի բարձր պարունակությամբ (առաջացել է ամոնիակի և ածխաջրածինների քիմիական ռեակցիաների արդյունքում)։

Կյանքի և թթվածնի առաջացումը

Ֆոտոսինթեզի արդյունքում Երկրի վրա կենդանի օրգանիզմների հայտնվելով, որն ուղեկցվում է թթվածնի արտազատմամբ և ածխաթթու գազի կլանմամբ, մթնոլորտի կազմը սկսեց փոխվել։ Այնուամենայնիվ, կան տվյալներ (մթնոլորտային թթվածնի իզոտոպային բաղադրության և ֆոտոսինթեզի ընթացքում թողարկվածի վերլուծություն), որոնք ցույց են տալիս մթնոլորտային թթվածնի երկրաբանական ծագումը։

Սկզբում թթվածինը ծախսվում էր վերականգնված միացությունների՝ ածխաջրածինների, օվկիանոսներում պարունակվող երկաթի գունավոր ձևի օքսիդացման վրա և այլն։ այս փուլըՄթնոլորտում թթվածնի պարունակությունը սկսեց աճել։

1990-ական թվականներին փորձեր են իրականացվել փակ էկոլոգիական համակարգի («Կենսոլորտ 2») ստեղծման համար, որի ընթացքում հնարավոր չի եղել ստեղծել օդի միասնական կազմով կայուն համակարգ։ Միկրոօրգանիզմների ազդեցությունը հանգեցրեց թթվածնի մակարդակի նվազմանը և ածխաթթու գազի քանակի ավելացմանը։

Ազոտ

Մեծ քանակությամբ N 2-ի առաջացումը պայմանավորված է առաջնային ամոնիակ-ջրածնի մթնոլորտի մոլեկուլային O 2-ով օքսիդացումով, որը սկսել է մոլորակի մակերևույթից գալ ֆոտոսինթեզի արդյունքում, ենթադրաբար մոտ 3 միլիարդ տարի առաջ (ըստ. մեկ այլ վարկածի համաձայն՝ մթնոլորտային թթվածինը երկրաբանական ծագում ունի): Ազոտը մթնոլորտի վերին շերտերում օքսիդացվում է NO-ի, օգտագործվում է արդյունաբերության մեջ և կապվում ազոտը ամրագրող բակտերիաներով, մինչդեռ N2-ն արտանետվում է մթնոլորտ՝ նիտրատների և ազոտ պարունակող այլ միացությունների ապանիտրացման արդյունքում։

Ազոտ N 2-ը իներտ գազ է և արձագանքում է միայն կոնկրետ պայմաններում (օրինակ՝ կայծակի արտանետման ժամանակ): Ցիանոբակտերիաները և որոշ բակտերիաներ (օրինակ՝ հանգուցային բակտերիաները, որոնք ռիզոբիալ սիմբիոզ են կազմում հատիկավոր բույսերի հետ) կարող են օքսիդացնել այն և վերածել կենսաբանական ձևի։

Էլեկտրական լիցքաթափումներով մոլեկուլային ազոտի օքսիդացումն օգտագործվում է ազոտային պարարտանյութերի արդյունաբերական արտադրության մեջ, ինչպես նաև հանգեցրել է Չիլիի Ատակամա անապատում նիտրատի եզակի հանքավայրերի ձևավորմանը։

Ազնիվ գազեր

Վառելիքի այրումը աղտոտող գազերի հիմնական աղբյուրն է (CO, NO, SO2): Ծծմբի երկօքսիդը օդով օքսիդանում է O 2-ից մինչև SO 3 մթնոլորտի վերին շերտերում, որը փոխազդում է H 2 O և NH 3 գոլորշիների հետ, և ստացված H 2 SO 4 և (NH 4) 2 SO 4-ը վերադառնում են Երկրի մակերես: տեղումների հետ մեկտեղ. Ներքին այրման շարժիչների օգտագործումը հանգեցնում է մթնոլորտի զգալի աղտոտման ազոտի օքսիդներով, ածխաջրածիններով և Pb միացություններով:

Մթնոլորտի աերոզոլային աղտոտումը պայմանավորված է երկու բնական պատճառներով (հրաբխային ժայթքումներ, փոշու փոթորիկներ, կաթիլների ներթափանցում): ծովի ջուրև բույսերի ծաղկափոշու մասնիկներ և այլն), և տնտեսական գործունեությունմարդ (հանքաքարերի և շինանյութերի արդյունահանում, վառելիքի այրում, ցեմենտի պատրաստում և այլն): Պինդ մասնիկների ինտենսիվ լայնածավալ արտանետումը մթնոլորտ մեկն է հնարավոր պատճառներըմոլորակի կլիմայի փոփոխությունները.

Առանձին պատյանների մթնոլորտի կառուցվածքը և բնութագրերը

Մթնոլորտի ֆիզիկական վիճակը որոշվում է եղանակով և կլիմայական պայմաններով: Մթնոլորտի հիմնական պարամետրերը՝ օդի խտություն, ճնշում, ջերմաստիճան և կազմ։ Բարձրության բարձրացման հետ օդի խտությունը և մթնոլորտային ճնշումը նվազում են: Ջերմաստիճանը նույնպես փոխվում է բարձրության փոփոխության հետ: Մթնոլորտի ուղղահայաց կառուցվածքը բնութագրվում է տարբեր ջերմաստիճանային և էլեկտրական հատկություններով, տարբեր վիճակօդ. Կախված մթնոլորտի ջերմաստիճանից՝ առանձնանում են հետևյալ հիմնական շերտերը՝ տրոպոսֆերա, ստրատոսֆերա, մեզոսֆերա, թերմոսֆերա, էկզոլորտ (ցրման գունդ)։ Մթնոլորտի անցումային շրջանները հարեւան խեցիների միջև կոչվում են համապատասխանաբար տրոպոպաուզա, ստրատոպաուզա և այլն։

Տրոպոսֆերա

Ստրատոսֆերա

Շարունակվում է ստրատոսֆերայում մեծ մասըուլտրամանուշակագույն ճառագայթման կարճ ալիքային մասը (180-200 նմ) ​​և տեղի է ունենում կարճ ալիքային էներգիայի փոխակերպում: Այս ճառագայթների ազդեցության տակ դրանք փոխվում են մագնիսական դաշտերմոլեկուլները քայքայվում են, տեղի է ունենում իոնացում, գազերի նոր ձևավորում և այլն քիմիական միացություններ. Այս գործընթացները կարելի է դիտարկել հյուսիսափայլի, կայծակի և այլ շողերի տեսքով։

Ստրատոսֆերայում և բարձր շերտերում արեգակնային ճառագայթման ազդեցությամբ գազի մոլեկուլները տարանջատվում են ատոմների (80 կմ-ից բարձր CO 2 և H 2 դիսոցվում են, 150 կմ-ից բարձր՝ O 2, 300 կմ-ից բարձր՝ H 2)։ 100-400 կմ բարձրության վրա գազերի իոնացում է տեղի ունենում նաև 320 կմ բարձրության վրա, լիցքավորված մասնիկների կոնցենտրացիան (O + 2, O − 2, N + 2) կազմում է ~ 1/300; չեզոք մասնիկների կոնցենտրացիան. Մթնոլորտի վերին շերտերում կան ազատ ռադիկալներ՝ OH, HO 2 և այլն։

Ստրատոսֆերայում ջրի գոլորշի գրեթե չկա։

Մեզոսֆերա

Մինչև 100 կմ բարձրության վրա մթնոլորտը գազերի միատարր, լավ խառնված խառնուրդ է։ Բարձր շերտերում գազերի բաշխումն ըստ բարձրության կախված է նրանց մոլեկուլային կշիռներից ավելի ծանր գազերի կոնցենտրացիան ավելի արագ է նվազում Երկրի մակերևույթից հեռավորության վրա։ Գազի խտության նվազման պատճառով ջերմաստիճանը ստրատոսֆերայում 0°C-ից իջնում ​​է մինչև −110°C՝ մեզոսֆերայում։ Այնուամենայնիվ, 200-250 կմ բարձրությունների վրա առանձին մասնիկների կինետիկ էներգիան համապատասխանում է ~1500°C ջերմաստիճանի։ 200 կմ-ից բարձր ջերմաստիճանի և գազի խտության զգալի տատանումներ են նկատվում ժամանակի ու տարածության մեջ։

Մոտ 2000-3000 կմ բարձրության վրա էկզոլորտը աստիճանաբար վերածվում է, այսպես կոչված, մերձտիեզերական վակուումի, որը լցված է միջմոլորակային գազի խիստ հազվագյուտ մասնիկներով, հիմնականում ջրածնի ատոմներով։ Բայց այս գազը ներկայացնում է միջմոլորակային նյութի միայն մի մասը: Մյուս մասը բաղկացած է գիսաստղային և մետեորիկ ծագման փոշու մասնիկներից։ Բացի այս չափազանց հազվադեպ մասնիկներից, այս տարածություն է ներթափանցում արևային և գալակտիկական ծագման էլեկտրամագնիսական և կորպուսկուլյար ճառագայթում:

Տրոպոսֆերային բաժին է ընկնում մթնոլորտի զանգվածի մոտ 80%-ը, ստրատոսֆերային՝ մոտ 20%-ը; Մեզոսֆերայի զանգվածը 0,3%-ից ոչ ավելի է, թերմոսֆերան՝ մթնոլորտի ընդհանուր զանգվածի 0,05%-ից պակաս։ Մթնոլորտի էլեկտրական հատկությունների հիման վրա առանձնանում են նեյտրոնոսֆերան և իոնոսֆերան։ Ներկայումս ենթադրվում է, որ մթնոլորտը տարածվում է 2000-3000 կմ բարձրության վրա:

Կախված մթնոլորտում առկա գազի բաղադրությունից՝ արտանետում են հոմոսֆերաԵվ հետերոսֆերա. Հետերոսֆերա- Սա այն տարածքն է, որտեղ գրավիտացիան ազդում է գազերի տարանջատման վրա, քանի որ նման բարձրության վրա դրանց խառնումն աննշան է։ Սա ենթադրում է հետերոսֆերայի փոփոխական կազմ։ Դրա տակ ընկած է մթնոլորտի լավ խառնված, միատարր հատվածը, որը կոչվում է հոմոսֆերա: Այս շերտերի միջև սահմանը կոչվում է տուրբոպաուզա, այն գտնվում է մոտ 120 կմ բարձրության վրա:

Մթնոլորտային հատկություններ

Արդեն ծովի մակարդակից 5 կմ բարձրության վրա չմարզված անձը սկսում է թթվածնային քաղց զգալ և առանց հարմարվելու մարդու կատարողականը զգալիորեն նվազում է: Այստեղ ավարտվում է մթնոլորտի ֆիզիոլոգիական գոտին։ Մարդու շնչառությունը անհնար է դառնում 15 կմ բարձրության վրա, չնայած մոտավորապես 115 կմ-ի վրա մթնոլորտը պարունակում է թթվածին:

Մթնոլորտը մեզ մատակարարում է շնչառության համար անհրաժեշտ թթվածին։ Այնուամենայնիվ, մթնոլորտի ընդհանուր ճնշման անկման պատճառով, երբ բարձրանում եք բարձրություն, թթվածնի մասնակի ճնշումը համապատասխանաբար նվազում է:

Մարդու թոքերը մշտապես պարունակում են մոտ 3 լիտր ալվեոլային օդ։ Թթվածնի մասնակի ճնշումը ալվեոլային օդում նորմալ մթնոլորտային ճնշման դեպքում կազմում է 110 մմ Hg: Արվեստ., ածխածնի երկօքսիդի ճնշումը - 40 մմ Hg: Արվեստ. և ջրային գոլորշի −47 մմ Hg: Արվեստ. Բարձրության բարձրացման հետ թթվածնի ճնշումը նվազում է, իսկ ջրի և ածխածնի երկօքսիդի ընդհանուր գոլորշու ճնշումը թոքերում մնում է գրեթե անփոփոխ՝ մոտ 87 մմ Hg: Արվեստ. Թոքերին թթվածնի մատակարարումն ամբողջությամբ կդադարի, երբ շրջակա օդի ճնշումը հավասարվի այս արժեքին:

Մոտ 19-20 կմ բարձրության վրա մթնոլորտային ճնշումը իջնում ​​է մինչև 47 մմ Hg։ Արվեստ. Ուստի այս բարձրության վրա մարդու օրգանիզմում ջուրն ու միջանկյալ հեղուկը սկսում են եռալ։ Այս բարձրությունների վրա ճնշված խցիկից դուրս մահը տեղի է ունենում գրեթե ակնթարթորեն: Այսպիսով, մարդու ֆիզիոլոգիայի տեսանկյունից «տիեզերքը» սկսվում է արդեն 15-19 կմ բարձրության վրա։

Օդի խիտ շերտերը՝ տրոպոսֆերան և ստրատոսֆերան, պաշտպանում են մեզ ճառագայթման վնասակար ազդեցությունից։ Օդի բավարար հազվադեպությամբ, ավելի քան 36 կմ բարձրության վրա, իոնացնող ճառագայթումը - առաջնային տիեզերական ճառագայթները - ինտենսիվ ազդեցություն է ունենում մարմնի վրա. 40 կմ-ից ավելի բարձրության վրա արեգակնային սպեկտրի ուլտրամանուշակագույն հատվածը վտանգավոր է մարդկանց համար։