Тропосфера, стратосфера, мезосфера.

Характерной особенностью тропосферы является понижение температуры с высотой. Среднее значение вертикального градиента составляет 0.65 °С/100м, с возможными отклонениями до 0.3 °С/100м. Значения же вертикального градиента в фиксированный момент времени в разных точках может изменяться в широких пределах от значений в десятки градусов на 100м до таких же отрицательных. В тропосфере образуются туманы, наиболее важные виды облаков, грозовая деятельность, формируется погода. Здесь сосредоточена основная масса атмосферы - от 75% в умеренных и высоких широтах до 90% в низких.

Слой атмосферы, характеризующийся замедленным понижением температуры ( g< 2 °С/100м), постоянством или повышением температуры с высотой, называется стратосферой. Переходной слой от тропосферы к стратосфере называют тропопаузой. Среднее значение температуры на этом уровне составляет -56.5°С.

Выше тропопаузы температура чаще всего или не изменяется с высотой или слабо возрастает. Изотермическое распределение температуры в стратосфере умеренных широт сохраняется в среднем до высоты 25 км. Вше этого уровня температура возрастает.

Среднее значение g в слое 25-46 км примерно 0.28°С/100м, средняя температура стратопаузы (46-54 км), в котором g=0 близка с 0°С. Высокая температура стратопаузы и ее повышение в слое 25-46 км объясняется поглощением ультрафиолетовой солнечной радиации озоном.

В мезосфере наблюдается понижение температуры с высотой при среднем g=0.35°С/100м. В мезопаузу на высоте 80-95 км температура воздуха меняется от -85 до -90 °С.

В термосфере температура вновь возрастает с высотой главным образом под влиянием поглощения солнечной радиации кислородом, который при этом диссоциирует (возникает атомарный кислород). В этом слое, выше мезосферы, вновь начинается рост температуры и она достигает значений порядка 1000 К. Заметим, что эта температура определяется как мера средней скорости движения молекул (кинетическая температура), однако, вследствие сильного разряжения воздуха в термосфере, там не наблюдаются привычные нам процессы теплообмена, и космическим аппаратам, летающим в ней, перегрев не грозит.

Принято выделять также часть термосферы – экзосферу. Это внешняя сфера атмосферы, где средняя длина свободного пробега молекул составляет сотни километров, а их средняя скорость (кинетическая температура) достаточна для того, чтобы преодолеть земное тяготение и навсегда улететь в космос – явление диссипации атмосферы.

Рис. Нормальное распределение температуры с высотой.