Состав строение и физические характеристики атмосферы

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ АТМОСФЕРЕ

ЛЕКЦИЯ 2

План:

1 Состав строение и физические характеристики атмосферы

2. Особенности атмосферных процессов.

3. Общие сведения об атмосферных процессах.

3. Стандартная атмосфера.

Атмосфера - газовая или воздушная оболочка Земли. Ее толщина около 20. 000 км. Примерно 50% всей массы атмосферы сосредоточено в слое от земной поверхности до высоты 5 км, 79% - до 10 км, 90% - до 20 км, около 99% - до 30...35 км. Атмосфера состоит из пяти слоев, выделяемых на основе изменения температуры с высотой.

Ее характеристики зависят от размера, массы, температуры, скорости вращения и химического состава планеты, а также определяются историей ее формирования, начиная с момента зарождения. Атмосфера, как и планета, прошла несколько этапов в своем развитии, состав и свойства ее менялись.

Атмосфера Земли образована смесью газов, называемой воздухом. Ее основные составляющие - азот и кислород в соотношении приблизительно 4:1. Существует несколько способов деления атмосферы по слоям, но наиболее используемый это деление атмосферы на слои соответственно изменению температуры с высотой. По этому признаку выделяют пять основных сфер: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера и экзосфера.

Тропосфера - простирается от земной поверхности до высоты 10-12 км в умеренных широтах. У полюсов она бывает ниже, на экваторе выше. В тропосфере сосредоточено около 79% всей массы атмосферы и почти весь водяной пар. Здесь наблюдается понижение температуры с высотой, имеют место вертикальные движения воздуха, преобладают западные ветры, происходит образование облаков и осадков.

В тропосфере различают три слоя:

а) Пограничный (слой трения) -от земли до 1000-1500 м. В этом слое сказывается тепловое и механическое воздействие земной поверхности. Наблюдается суточный ход метеоэлементов. Нижняя часть пограничного слоя толщиной до 600 м носит название «приземного слоя». Здесь сильнее всего сказывается влияние земной поверхности, вследствие чего такие метеорологические элементы, как температура, влажность воздуха, ветер испытывают резкие изменения с высотой.

Характер подстилающей поверхности в значительной степени определяет погодные условия приземного слоя.

б) Средний слой располагается от верхней границы пограничного слоя и простирается до высоты 6 км. В этом слое почти не сказывается влияние земной поверхности. Здесь погодные условия определяются в основном атмосферными фронтами и вертикальными конвективными токами воздуха.

в) Верхний слой лежит выше среднего и простирается до тропопаузы.

Тропопауза - переходной слой между тропосферой и стратосферой толщиной от нескольких сот метров до 1-2 км. За нижнюю границу тропопаузы принимается высота, где падение температуры с высотой сменяется ровным ходом температуры, повышением или замедлением падения с высотой.

При пересечении тропопаузы на эшелоне может наблюдаться изменение температуры, влагосодержания и прозрачности воздуха. В зоне тропопаузы или под ее нижней границей обычно расположен максимум скорости ветра.

Высота тропопаузы зависит от температуры тропосферного воздуха, т.е. от широты места, времени года, характера синоптических процессов (в теплом воздухе она выше, в холодном ниже).

Стратосфера простирается от тропопаузы до высоты 50-55км. Температура в стратосфере повышается и на верхней границе стратосферы приближается к 0 градусов. В ней сосредоточено около 20% всей массы атмосферы. Вследствие незначительного содержания водяного пара в стратосфере облака не образуются, за редким исключением изредка возникающих перламутровых облаков, состоящих из мельчайших переохлажденных капелек воды.

Выше стратосферы лежит воздушная прослойка - стратопауза, отделяющая стратосферу от мезосферы.

Мезосфера располагается от высоты 50-55км и простирается до высоты 80 -90км.Температура с высотой здесь понижается и достигает значений около -90°.

Переходным слоем между мезосферой и термосферой является мезопауза.

Термосфера занимает высоты от 80 до 450 км. По косвенным данным и результатам ракетных наблюдений температура здесь резко увеличивается с высотой и на верхней границе термосферы может составлять 700°-800°.