Сторінка
3

Поняття про біосферу

Однією з важливих змінних складових частин атмосфери є вуглекислий газ, кількість якого за останні 100 років виросла приблизно на 10%. Він поглинає теплове випромінювання Землі, створюючи тим самим "парниковий ефект".

З віддаленням від поверхні землі атмосфера стає все більш розрядженою і поступово переходить в міжпланетний простір, тому яскраво вираженого зовнішнього кордону атмосфери не існує. Раніше умовним кордоном атмосфери прийнято було вважати ту найбільшу її висоту, на якій спостерігались будь які відомі метеорологічні явища.

Атмосфера в залежності від характеру і причин фізичних процесів, що проходять в ній, може бути поділена на декілька горизонтальних шарів. В основу такого поділу покладені відмінності у складі повітря, характер взаємодії атмосфери із земною поверхнею і розподіл температури повітря з висотою.

По складу повітря атмосфера ділиться на гомосферу ("гомо" – людський) і гетеросферу ("гетеро" – різний). В гомосфері (шар від земної поверхні до висоти приблизно 90 .100 км.) у зв’язку з турбулентним переміщуванням склад сухого повітря, його молекулярна маса практично не змінюється з висотою. В гетеросфері (шар атмосфери вище 90 .100 км.), яка складається із молекул азоту N2 і кисню О2, а також атомів О, Не, Н, під дією дифузного розподілення газів і процесу дисоціації молекул склад повітря міняється. Поступово збільшується вміст кисню, відбувається зменшення молекулярної ваги з висотою. При дисоціації гази переходять в атомарний стан. Частина молекул і газів при цьому отримують електричний заряд.

По цьому ж принципу в атмосфері виділяють озоносферу (шар максимальної концентрації озону на висоті 20 .25 км.) та іоносферу. Остання включає декілька шарів (D – на висоті біля 60 км., Е – на висоті 90 .120 км., F – на висоті біля 180 км.) з підвищеною концентрацією іонів.

Таблиця 1.1.

Приблизний склад атмосфери

По виду взаємодії із земною поверхнею атмосферу ділять на граничний шар (шар тертя) і вільну атмосферу. В граничному шарі, товщина якого становить 1 000 .1 500 м, добре виражений вплив поверхні, що підстилає, на добові зміни метеорологічних елементів. У вільній атмосфері тертя немає і вплив земної поверхні майже відсутній.

По характеру розподілу температури повітря по вертикалі атмосфера ділиться на наступні основні і перехідні шари (табл. 1.2).

В залежності від географічної широти, пори року і синоптичних процесів межі цих шарів можуть мати значні відхилення від приведених середніх їх значень.

Тропосфера, нижній, найбільш щільний шар атмосфери, безпосередньо прилягає до земної поверхні. Товщина його в полярних районах 7 .10 км., в помірних широтах 10 .12 км., і в тропіках 16 .18 км. Фізичні якості цього шару в значній мірі залежать від властивостей підстилаючої поверхні. В тропосфері зосереджено 90% всієї кількості водяної пари, що знаходиться в атмосфері.

Таблиця 1.2

Розподіл атмосфери на шари

Температура в цьому шарі атмосфери падає із зростанням висоти в середньому на 0,6500С через кожні 100 м. В тропосфері спостерігається найбільші зміни метеорологічних елементів, як по горизонталі, так і по вертикалі.

Тропосферу умовно можна поділити на три шари. Нижня тропосфера (шар тертя) простирається до висоти 1,5 .2 км. У цьому шарі найбільш різко відчувається тепловий і механічний вплив підстилаючої поверхні Землі. У ньому добре виражена добова хода усіх метеорологічних елементів. У нижній тропосфері створюються тумани та хмари нижнього ярусу. Вітер у шарі тертя збільшується з висотою пропорційно натуральному логарифму висоти і повертається праворуч.

Середня тропосфера розташована на висотах від 2 до 6 км.

Верхня тропосфера у помірних широтах простирається в шарі 6 .10 км.

Перехідний, вище тропосфери, шар називається тропопаузою і є потужним затримуючим шаром для процесів, що протікають в тропосфері. Товщина тропопаузи від 0,5 до 2 км. Природа тропопаузи вивчена не повністю. У ній уповільнюється падіння температури. Вона мов захисною плівкою огортає земну кулю, яка відіграє надзвичайно позитивну роль для життя на Землі.