Атмосфера - це оболонка, що охоплює планету Земля і складається з газів. Без неї життя на Землі було б неможливим. Атмосфера відіграє важливу роль у захисті планети і забезпеченні сприятливих умов для життя всіх організмів на ній.
Атмосфера складається з декількох шарів. Верхній шар, найближчий до космічного простору, називається екзосфера. Вона представляє з себе зону рідкісного газу і молекул, де атмосферний тиск практично відсутня.
Нижче екзосфери знаходиться термосфера. Тут температура різко зростає, оскільки гази поглинають сонячне випромінювання. Саме в цьому шарі відбуваються явища, що спостерігаються у вигляді сяйва на небі – північного сяйва і південного сяйва.
Під термосферою знаходиться мезосфера. У цьому шарі температура знову починає знижуватися, досягаючи значень близько -90 градусів Цельсія. Мезосфера є місцем, де зародилася і приземлилася перша міжконтинентальна балістична ракета.
Основні поняття та визначення
Атмосфера складається з декількох шарів, кожен з яких має свої особливості. Найбільш щільний і найближчий до поверхні Землі шар називається тропосферою. Він містить близько 80% всієї маси атмосфери і більшість хмарності і погоди. Вище тропосфери знаходиться стратосфера, де розташований озоновий шар. Він захищає нас від шкідливого ультрафіолетового випромінювання Сонця. У мезосфері і нижній термосфері відбувається поступове зниження температури з ростом висоти. У верхніх шарах атмосфери знаходиться екзосфера, де вона плавно переходить в космічний простір.
| Тропосфера | Шар атмосфери, найближчий до поверхні Землі. Середня товщина-близько 11 км. |
| Стратосфера | Шар, в якому знаходиться озоновий шар. Товщина близько 50 км. |
| Мезосфера | Шар атмосфери, де температура знижується з ростом висоти. Товщина близько 50 км. |
| Нижня термосфера | Шар атмосфери з мінливою температурою. Розташований між мезосферою і верхньою термосферою. |
| Верхня термосфера | Шар атмосфери з високою температурою і низькою щільністю газів. Включає екзосферу. |
| Екзосфера | Верхній шар атмосфери, де вона плавно переходить в космічний простір. |
Тропосфера: нижній шар атмосфери
Тропосфера починається від поверхні Землі і простягається до висоти близько 12 кілометрів. Вона містить більшість повітряної маси і здійснює важливі функції для життя на землі.
У тропосфері відбуваються всі метеорологічні явища, такі як хмари, опади, грози та вітер. Температура в цьому шарі зазвичай зменшується з висотою, що означає, що у верхній частині тропосфери буде холодніше, ніж у нижній частині.
Ще однією особливістю тропосфери є наявність тропопаузи - кордону між тропосферою і наступним шаром атмосфери, який називається стратосферою. На цій межі відбувається зміна температури, атмосферного тиску і хімічного складу газів.
Тропосфера відіграє важливу роль для живих організмів на Землі. Вона захищає нас від небезпечних сонячних променів, завдяки своїй щільності і складу газів. Також в тропосфері відбувається перемішування повітря, що допомагає розподілу тепла по поверхні планети.
Саме в тропосфері відбуваються всі погодні явища, які ми спостерігаємо щодня. Це хмарність, дощі, сніг, грози і багато іншого. Тому тропосфера є важливим і цікавим об'єктом вивчення метеорологів і кліматологів.
Стратосфера: шар з озоновим щитом
Одна з ключових особливостей стратосфери-це наявність озонового шару, який служить свого роду щитом від ультрафіолетового випромінювання Сонця. Озоновий шар створюється за рахунок концентрації молекул озону, які поглинають і розсіюють ультрафіолетове випромінювання.
Озоновий шар знаходиться у верхній частині стратосфери на висоті близько 10-50 кілометрів над рівнем моря. Тут концентрація озону досягає свого максимуму, утворюючи щільний шар газу.
Озоновий шар є важливим елементом для життя на Землі, оскільки він захищає нас від шкідливого ультрафіолетового випромінювання. Ультрафіолетові промені мають високу енергію і можуть проникати в атмосферу, викликаючи опіки, рак шкіри та інші захворювання. Однак завдяки озоновому шару, велика частина ультрафіолетового випромінювання поглинається, що забезпечує нам безпечне середовище для життя.
Унікальні хімічні реакції відбуваються в стратосфері, які підтримують і оновлюють озоновий шар. Однією з таких реакцій є Каталітичний цикл реакцій, в якому беруть участь молекули хлору і брому, отримані від промислових речовин, таких як хлорфторуглероди (ФВУ), які використовувалися раніше в різних індустріальних процесах. Під дією сонячного світла ці речовини розпадаються і вивільняють хлор і бромоводень, які потім вступають в реакцію з озоном, руйнуючи його молекулярну структуру.
Озоновий шар піддається руйнуванню через антропогенного впливу, особливо через використання ФВУ та інших хімічних речовин, які мають руйнівний вплив на озоновий шар. Стоншення озонового шару може привести до небажаних наслідків для нашої планети, в тому числі посилення ультрафіолетового випромінювання і його впливу на живі організми.
Стратосфера і озоновий шар є важливими компонентами атмосфери Землі, які забезпечують захист від ультрафіолетового випромінювання і підтримують умови для життя на нашій планеті. Їх збереження та захист є пріоритетом для нас усіх.
Мезосфера і термосфера: межі атмосфери
Мезосфера є найхолоднішим шаром атмосфери і має середню температуру близько -90 градусів Цельсія. У цьому шарі відбувається суміш газів, таких як кисень і азот, з метеорними пилом, викликаючи яскраві метеорні явища.
У термосфері температура починає різко зростати через поглинання сонячного випромінювання. Тут відбуваються високочастотні фізичні процеси, наприклад, іонізація атомів. У цьому шарі також знаходиться іоносфера, яка відіграє важливу роль у радіозв'язку та передачі сигналів навігації.
Межі між мезосферою та термосферою нечіткі та змінюються залежно від різних факторів, таких як сонячна активність та пори року. Точна межа між ними залежить від того, як присутні гази в атмосфері взаємодіють із сонячним випромінюванням.
Екзосфера: верхній шар атмосфери
В екзосфері пересування молекул газів стає випадковим і вони не взаємодіють один з одним. Тут переважають гази, такі як водень, гелій і аргон, які, через велику швидкість, можуть долати гравітацію землі і залишати атмосферу.
Екзосфера також є місцем, де відбувається розпад атомів і молекул під впливом сонячного випромінювання та космічного вітру. Це призводить до утворення плазми та іонів, які створюють іоносферу, розташовану нижче екзосфери.
Найвищий пункт на землі, куди досягла людська технологія, знаходиться саме в екзосфері. Це Міжнародна космічна станція, яка обертається на висоті близько 400 кілометрів над поверхнею Землі.
Дослідження екзосфери представляє великий інтерес для вчених, так як вона грає ключову роль в процесах, пов'язаних з впливом сонця на верхні шари атмосфери і переходом газів в космічний простір.