Sila atmosféry. Veľkosť zemskej atmosféry
Štruktúra zemskej atmosféry
Atmosféra je plynný obal Zeme s aerosólovými časticami, ktoré obsahuje, pohybuje sa spolu so Zemou v priestore ako jeden celok a zároveň sa podieľa na rotácii Zeme. Väčšina nášho života sa odohráva na dne atmosféry.
Takmer všetky naše planéty majú svoju vlastnú atmosféru. slnečná sústava, ale iba zemská atmosféra je schopná podporovať život.
Keď sa naša planéta sformovala pred 4,5 miliardami rokov, zjavne nemala žiadnu atmosféru. Atmosféra vznikla v dôsledku sopečných emisií vodnej pary zmiešanej s oxidom uhličitým, dusíkom a inými chemických látok z hlbín mladej planéty. Atmosféra však môže obsahovať obmedzené množstvo vlhkosti, takže jej prebytok v dôsledku kondenzácie spôsobil vznik oceánov. Potom však atmosféra bola bez kyslíka. Prvé živé organizmy, ktoré vznikli a vyvinuli sa v oceáne, v dôsledku fotosyntetickej reakcie (H 2 O + CO 2 = CH 2 O + O 2), začali uvoľňovať malé časti kyslíka, ktorý sa začal dostávať do atmosféry.
Vznik kyslíka v zemskej atmosfére viedol k vytvoreniu ozónovej vrstvy vo výškach približne 8 – 30 km. A tak naša planéta získala ochranu pred škodlivými účinkami ultrafialového štúdia. Táto okolnosť slúžila ako impulz pre ďalší vývoj formy života na Zemi, pretože V dôsledku zvýšenej fotosyntézy začalo množstvo kyslíka v atmosfére rýchlo rásť, čo prispelo k tvorbe a udržiavaniu foriem života, a to aj na súši.
Dnes sa naša atmosféra skladá zo 78,1 % dusíka, 21 % kyslíka, 0,9 % argónu a 0,04 % oxidu uhličitého. Veľmi malé frakcie v porovnaní s hlavnými plynmi sú neón, hélium, metán a kryptón.
Na častice plynu obsiahnuté v atmosfére pôsobí gravitačná sila Zeme. A vzhľadom na to, že vzduch je stlačiteľný, jeho hustota postupne klesá s výškou a prechádza do vesmíru bez jasnej hranice. Polovica celkovej hmoty zemskú atmosféru sústredená v dolných 5 km, tri štvrtiny v dolných 10 km, deväť desatín v dolných 20 km. 99 % hmoty zemskej atmosféry je sústredených pod nadmorskou výškou 30 km, čo je len 0,5 % rovníkového polomeru našej planéty.
Na hladine mora je počet atómov a molekúl na kubický centimeter vzduchu asi 2 * 10 19, vo výške 600 km iba 2 * 10 7. Na hladine mora atóm alebo molekula prejde približne 7 x 10 -6 cm pred zrážkou s inou časticou. Vo výške 600 km je táto vzdialenosť asi 10 km. A na hladine mora sa každú sekundu vyskytne asi 7 * 10 9 takýchto zrážok vo výške 600 km - iba asi jedna za minútu!
Ale nielen tlak sa mení s nadmorskou výškou. Mení sa aj teplota. Napríklad na úpätí vysokej hory môže byť poriadne horúco, pričom vrchol hory je pokrytý snehom a teplota je tam zároveň pod nulou. A ak letíte lietadlom do výšky okolo 10-11 km, môžete počuť hlásenie, že vonku je -50 stupňov, pričom na povrchu zeme je o 60-70 stupňov teplejšie...
Spočiatku vedci predpokladali, že teplota klesá s výškou, kým nedosiahne absolútna nula(-273,16 °C). Ale to nie je pravda.
Atmosféra Zeme pozostáva zo štyroch vrstiev: troposféra, stratosféra, mezosféra, ionosféra (termosféra). Toto rozdelenie do vrstiev bolo prijaté aj na základe údajov o zmenách teploty s výškou. Najnižšia vrstva, kde teplota vzduchu s výškou klesá, sa nazýva troposféra. Vrstva nad troposférou, kde sa pokles teploty zastaví, je nahradená izotermou a nakoniec teplota začne stúpať, sa nazýva stratosféra. Vrstva nad stratosférou, v ktorej teplota opäť rýchlo klesá, je mezosféra. A nakoniec vrstva, kde teplota začína opäť stúpať, sa nazýva ionosféra alebo termosféra.
Troposféra siaha v priemere do spodných 12 km. Tu sa tvorí naše počasie. Najviac vysoká oblačnosť(Cirrus) vznikajú v najvrchnejších vrstvách troposféry. Teplota v troposfére klesá s výškou adiabaticky, t.j. K zmene teploty dochádza v dôsledku poklesu tlaku s výškou. Teplotný profil troposféry je do značnej miery určený slnečným žiarením dopadajúcim na zemský povrch. V dôsledku zahrievania povrchu Zeme Slnkom vznikajú konvekčné a turbulentné prúdenia smerujúce nahor, ktoré tvoria počasie. Za zmienku stojí, že vplyv podložného povrchu na spodné vrstvy troposféry siaha do výšky približne 1,5 km. Samozrejme, s výnimkou horských oblastiach.
Horná hranica troposféry je tropopauza - izotermická vrstva. Pamätajte charakteristický vzhľad hromové mraky, ktorého vrchol predstavuje „ťah“ cirrusové oblaky, nazývaná „nákova“. Táto „nákova“ sa pod tropopauzou len „rozšíri“, pretože vplyvom izotermy sú stúpavé prúdy vzduchu výrazne oslabené a oblak sa prestáva vertikálne vyvíjať. Ale v špeciálnych, zriedkavých prípadoch môžu vrcholy oblakov cumulonimbus napadnúť spodné vrstvy stratosféry a prerušiť tropopauzu.
Výška tropopauzy závisí od zemepisnej šírky. Na rovníku sa teda nachádza v nadmorskej výške približne 16 km a jeho teplota je okolo –80°C. Na póloch sa tropopauza nachádza nižšie, vo výške približne 8 km. V lete je tu teplota -40°C, v zime -60°C. Teda aj napriek viacerým vysoké teploty v blízkosti zemského povrchu je tropická tropopauza oveľa chladnejšia ako na póloch.
Atmosféra je plynný obal našej planéty, ktorý rotuje spolu so Zemou. Plyn v atmosfére sa nazýva vzduch. Atmosféra je v kontakte s hydrosférou a čiastočne pokrýva litosféru. Ale horné hranice je ťažké určiť. Bežne sa uznáva, že atmosféra sa rozprestiera smerom nahor v dĺžke približne tri tisícky kilometrov. Tam plynulo prechádza do bezvzduchového priestoru.
Chemické zloženie zemskej atmosféry
Tvorenie chemické zloženie atmosféra začala asi pred štyrmi miliardami rokov. Spočiatku sa atmosféra skladala len z ľahkých plynov – hélia a vodíka. Prvotným predpokladom na vytvorenie plynového obalu okolo Zeme boli podľa vedcov sopečné erupcie, ktoré spolu s lávou vyvrhli veľké množstvo plynov Následne sa začala výmena plynu s vodné priestory so živými organizmami, s produktmi ich činnosti. Zloženie ovzdušia sa postupne menilo a moderná forma zaznamenané pred niekoľkými miliónmi rokov.
Hlavnými zložkami atmosféry sú dusík (asi 79 %) a kyslík (20 %). Zvyšné percento (1 %) tvoria nasledujúce plyny: argón, neón, hélium, metán, oxid uhličitý, vodík, kryptón, xenón, ozón, amoniak, oxidy síry a dusičité, oxid dusný a oxid uhoľnatý, ktoré sú zahrnuté v tomto jednom percente.
Okrem toho vzduch obsahuje vodnú paru a pevné častice (peľ, prach, kryštály soli, aerosólové nečistoty).
IN V poslednej dobe vedci poznamenávajú nie kvalitatívne, ale kvantitatívna zmena niektoré zložky vzduchu. A dôvodom je človek a jeho aktivity. Obsah len za posledných 100 rokov oxid uhličitý sa výrazne zvýšil! Je to spojené s mnohými problémami, z ktorých najglobálnejším je zmena klímy.
Tvorba počasia a klímy
Atmosféra hrá Dôležitá rola pri formovaní klímy a počasia na Zemi. Veľa závisí od množstva slnečného žiarenia, charakteru podkladového povrchu a atmosférickej cirkulácie.
Pozrime sa na faktory v poradí.
1. Atmosféra prenáša teplo slnečných lúčov a pohlcuje škodlivé žiarenie. Skutočnosť, že lúče Slnka dopadajú na rôzne časti Zeme pod rôzne uhly, vedeli už starí Gréci. Samotné slovo „klíma“ preložené zo starovekej gréčtiny znamená „svah“. Na rovníku teda slnečné lúče dopadajú takmer kolmo, preto je tu veľmi teplo. Čím bližšie k pólom, tým väčší je uhol sklonu. A teplota klesá.
2. V dôsledku nerovnomerného zahrievania Zeme, vzdušné prúdy. Sú klasifikované podľa veľkosti. Najmenšie (desiatky a stovky metrov) sú miestne vetry. Potom nasledujú monzúny a pasáty, cyklóny a anticyklóny a planetárne frontálne zóny.
Všetky tieto vzdušné masy sa neustále pohybujú. Niektoré z nich sú dosť statické. Napríklad pasáty, ktoré vanú zo subtrópov smerom k rovníku. Pohyb ostatných závisí vo veľkej miere od atmosférického tlaku.
3. Atmosférický tlak je ďalším faktorom ovplyvňujúcim tvorbu klímy. Toto je tlak vzduchu na zemskom povrchu. Ako je známe, vzduchové hmoty sa pohybujú z oblasti s vysokým atmosférickým tlakom do oblasti, kde je tento tlak nižší.
Celkovo je vyčlenených 7 zón. Rovník - zóna nízky tlak. Ďalej na oboch stranách rovníka až do tridsiatej zemepisnej šírky - regiónu vysoký tlak. Od 30° do 60° - opäť nízky tlak. A od 60° k pólom je zóna vysokého tlaku. Medzi týmito zónami cirkulujú vzduchové hmoty. Tie, ktoré prichádzajú z mora na pevninu, prinášajú dážď a zlé počasie a tie, ktoré fúkajú z kontinentov, prinášajú jasné a suché počasie. V miestach, kde sa zrážajú vzdušné prúdy, vznikajú atmosférické frontové zóny, ktoré sú charakteristické zrážkami a nevľúdnym, veterným počasím.
Vedci dokázali, že aj blaho človeka závisí od atmosférického tlaku. Autor: medzinárodné normy normálne Atmosférický tlak- 760 mm Hg. kolóne pri teplote 0 °C. Tento ukazovateľ sa počíta pre tie oblasti pevniny, ktoré sú takmer na úrovni hladiny mora. S nadmorskou výškou tlak klesá. Preto napríklad pre Petrohrad 760 mm Hg. - toto je norma. Ale pre Moskvu, ktorá sa nachádza vyššie, je normálny tlak 748 mm Hg.
Tlak sa mení nielen vertikálne, ale aj horizontálne. Je to cítiť najmä pri prechode cyklónov.
Štruktúra atmosféry
Atmosféra pripomína vrstvený koláč. A každá vrstva má svoje vlastné charakteristiky.
. Troposféra- vrstva najbližšie k Zemi. „Hrúbka“ tejto vrstvy sa mení so vzdialenosťou od rovníka. Nad rovníkom sa vrstva rozprestiera nahor o 16-18 km mierne pásma- na 10-12 km, na póloch - na 8-10 km.
Práve tu sa nachádza 80 % celkovej hmoty vzduchu a 90 % vodnej pary. Tvorí sa tu oblačnosť, vznikajú cyklóny a anticyklóny. Teplota vzduchu závisí od nadmorskej výšky oblasti. V priemere klesá o 0,65° C na každých 100 metrov.
. Tropopauza- prechodová vrstva atmosféry. Jeho výška sa pohybuje od niekoľkých stoviek metrov do 1-2 km. Teplota vzduchu v lete je vyššia ako v zime. Napríklad nad pólmi v zime je -65° C. A nad rovníkom je -70° C kedykoľvek počas roka.
. Stratosféra- ide o vrstvu, ktorej horná hranica leží v nadmorskej výške 50-55 kilometrov. Turbulencie sú tu nízke, obsah vodnej pary vo vzduchu je zanedbateľný. Ale je tam veľa ozónu. Jeho maximálna koncentrácia je v nadmorskej výške 20-25 km. V stratosfére začína teplota vzduchu stúpať a dosahuje +0,8° C. Je to spôsobené tým, že ozónová vrstva interaguje s ultrafialovým žiarením.
. Stratopauza- nízka medzivrstva medzi stratosférou a mezosférou, ktorá po nej nasleduje.
. mezosféra- horná hranica tejto vrstvy je 80-85 kilometrov. Prebiehajú tu zložité fotochemické procesy zahŕňajúce voľné radikály. Sú to oni, ktorí poskytujú jemnú modrú žiaru našej planéty, ktorá je viditeľná z vesmíru.
Väčšina komét a meteoritov zhorí v mezosfére.
. Mezopauza- ďalšia medzivrstva, ktorej teplota vzduchu je najmenej -90°.
. Termosféra- spodná hranica začína v nadmorskej výške 80 - 90 km a horná hranica vrstvy prebieha približne vo výške 800 km. Teplota vzduchu stúpa. Môže sa pohybovať od +500°C do +1000°C. Počas dňa sú teplotné výkyvy v stovkách stupňov! Ale vzduch je tu taký riedky, že chápať pojem „teplota“ tak, ako si ho predstavujeme, tu nie je vhodné.
. Ionosféra- spája mezosféru, mezopauzu a termosféru. Vzduch sa tu skladá hlavne z molekúl kyslíka a dusíka, ako aj z kvázi neutrálnej plazmy. Slnečné lúče vstupujúce do ionosféry silne ionizujú molekuly vzduchu. IN spodná vrstva(do 90 km) je stupeň ionizácie nízky. Čím vyššia, tým väčšia ionizácia. Takže v nadmorskej výške 100-110 km sa koncentrujú elektróny. Pomáha to odrážať krátke a stredné rádiové vlny.
Najdôležitejšou vrstvou ionosféry je vrchná vrstva, ktorá sa nachádza v nadmorskej výške 150-400 km. Jeho zvláštnosťou je, že odráža rádiové vlny, čo uľahčuje prenos rádiových signálov na značné vzdialenosti.
Práve v ionosfére dochádza k takému javu, akým je polárna žiara.
. Exosféra- pozostáva z atómov kyslíka, hélia a vodíka. Plyn v tejto vrstve je veľmi riedky a atómy vodíka často unikajú do vesmíru. Preto sa táto vrstva nazýva „disperzná zóna“.
Prvým vedcom, ktorý naznačil, že naša atmosféra má váhu, bol Talian E. Torricelli. Ostap Bender napríklad vo svojom románe „Zlaté teľa“ lamentoval, že každého človeka tlačí stĺp vzduchu s hmotnosťou 14 kg! Veľký plánovač sa však trochu mýlil. Dospelý zažije tlak 13-15 ton! Ale necítime túto ťažkosť, pretože atmosférický tlak je vyrovnaný vnútorný tlak osoba. Hmotnosť našej atmosféry je 5 300 000 000 000 ton. Postava je kolosálna, hoci je to len milióntina hmotnosti našej planéty.
Priestor je naplnený energiou. Energia vypĺňa priestor nerovnomerne. Existujú miesta jeho koncentrácie a vypúšťania. Takto môžete odhadnúť hustotu. Planéta je usporiadaný systém s maximálnou hustotou hmoty v strede a postupným poklesom koncentrácie smerom k periférii. Interakčné sily určujú stav hmoty, formu, v ktorej existuje. Fyzika popisuje stav agregácie látok: pevný, kvapalina, plyn a tak ďalej.
Atmosféra je plynné prostredie obklopujúce planétu. Atmosféra Zeme umožňuje voľný pohyb a prepúšťa svetlo, čím vytvára priestor, v ktorom sa darí životu.
![](https://i1.wp.com/subir.ru/picture/atmosphere/sky.jpg)
Oblasť od povrchu zeme do nadmorskej výšky približne 16 kilometrov (od rovníka k pólom je hodnota menšia, závisí aj od ročného obdobia) sa nazýva troposféra. Troposféra je vrstva, v ktorej je sústredených asi 80 % všetkého atmosférického vzduchu a takmer všetka vodná para. Tu prebiehajú procesy, ktoré formujú počasie. Tlak a teplota klesajú s nadmorskou výškou. Dôvodom poklesu teploty vzduchu je adiabatický proces počas expanzie, plyn sa ochladzuje. Na hornej hranici troposféry môžu hodnoty dosiahnuť -50, -60 stupňov Celzia.
Nasleduje stratosféra. Rozprestiera sa až 50 kilometrov. V tejto vrstve atmosféry teplota stúpa s výškou, pričom v hornom bode nadobúda hodnotu okolo 0 C. Nárast teploty je spôsobený procesom absorpcie ultrafialových lúčov ozónovou vrstvou. Žiarenie spôsobuje chemickú reakciu. Molekuly kyslíka sa rozpadajú na jednotlivé atómy, ktoré sa môžu spájať s normálnymi molekulami kyslíka a vytvárať ozón.
Slnečné žiarenie s vlnovými dĺžkami od 10 do 400 nanometrov je klasifikované ako ultrafialové. Čím je vlnová dĺžka UV žiarenia kratšia, tým veľké nebezpečenstvo predstavuje pre živé organizmy. Len malý zlomok žiarenia sa dostane na zemský povrch a na menej aktívnu časť jeho spektra. Táto vlastnosť prírody umožňuje človeku zdravé opálenie.
Ďalšia vrstva atmosféry sa nazýva mezosféra. Obmedzenia od približne 50 km do 85 km. V mezosfére je koncentrácia ozónu, ktorý by mohol zachytávať UV energiu, nízka, takže teplota opäť začína klesať s výškou. V bode vrcholu teplota klesá na -90 C, niektoré zdroje uvádzajú hodnotu -130 C. Väčšina meteoroidov zhorí v tejto vrstve atmosféry.
Vrstva atmosféry, siahajúca od výšky 85 km do vzdialenosti 600 km od Zeme, sa nazýva termosféra. Termosféra je prvá, ktorá sa stretáva so slnečným žiarením, vrátane takzvaného vákuového ultrafialového žiarenia.
Vákuové UV oneskorenie vzdušné prostredie, čím sa táto vrstva atmosféry zohreje na obrovské teploty. Keďže je tu však extrémne nízky tlak, tento zdanlivo horúci plyn nemá na objekty taký účinok ako v podmienkach na povrchu zeme. Naopak predmety umiestnené v takomto prostredí vychladnú.
Vo výške 100 km prechádza konvenčná čiara „Karmanova čiara“, ktorá sa považuje za začiatok vesmíru.
Polárne žiary sa vyskytujú v termosfére. V tejto vrstve atmosféry slnečný vietor interaguje s magnetické pole planét.
Poslednou vrstvou atmosféry je exosféra, vonkajší obal, ktorý siaha tisíce kilometrov. Exosféra je prakticky prázdne miesto, avšak počet atómov, ktoré sa tu potulujú, je rádovo väčší ako v medziplanetárnom priestore.
Muž dýcha vzduch. Normálny tlak- 760 milimetrov ortuť. V nadmorskej výške 10 000 m je tlak asi 200 mm. rt. čl. V takej výške človek asi dýcha, aspoň nie dlho, ale to si vyžaduje prípravu. Štát bude jednoznačne nefunkčný.
Plynné zloženie atmosféry: 78 % dusíka, 21 % kyslíka, asi percento argónu, zvyšok tvorí zmes plynov, ktorá predstavuje najmenšiu časť z celkového množstva.
![](https://i2.wp.com/subir.ru/picture/atmosphere/air.jpg)
Niekedy sa atmosféra obklopujúca našu planétu v hrubej vrstve nazýva piaty oceán. Nie nadarmo je druhým názvom lietadla lietadlo. Atmosféra je zmesou rôznych plynov, medzi ktorými prevláda dusík a kyslík. Práve vďaka nim je možný život na planéte v podobe, na ktorú sme všetci zvyknutí. Okrem nich je tu 1 % ďalších zložiek. Sú to inertné (nevstupujúce do chemických interakcií) plyny, oxid síry Piaty oceán obsahuje aj mechanické nečistoty: prach, popol atď. Všetky vrstvy atmosféry sa celkovo rozprestierajú takmer 480 km od povrchu (údaje sú rôzne, my). sa tomuto bodu budeme venovať podrobnejšie ďalej). Takáto pôsobivá hrúbka tvorí akýsi nepreniknuteľný štít, ktorý chráni planétu pred škodlivým kozmickým žiarením a veľkými objektmi.
Rozlišujú sa tieto vrstvy atmosféry: troposféra, nasleduje stratosféra, potom mezosféra a nakoniec termosféra. Dané poradie začína na povrchu planéty. Husté vrstvy atmosféry predstavujú prvé dve. Práve oni odfiltrujú značnú časť škodlivého
Najnižšia vrstva atmosféry, troposféra, sa rozprestiera len 12 km nad morom (18 km v trópoch). Koncentruje sa tu až 90 % vodnej pary, preto sa tam tvoria mraky. Väčšina z koncentruje sa tu aj vzduch. Všetky nasledujúce vrstvy atmosféry sú chladnejšie, pretože blízkosť povrchu umožňuje odraz slnečné lúče ohrievať vzduch.
Stratosféra siaha takmer 50 km od povrchu. Väčšina meteorologických balónov „pláva“ v tejto vrstve. Môžu tu lietať aj niektoré typy lietadiel. Jeden z úžasné vlastnosti je teplotný režim: v intervale od 25 do 40 km sa teplota vzduchu začína zvyšovať. Od -60 stúpa takmer na 1. Potom nasleduje mierny pokles k nule, ktorý pretrváva až do nadmorskej výšky 55 km. Horná hranica je neslávne známa
Ďalej sa mezosféra rozprestiera na takmer 90 km. Teplota vzduchu tu prudko klesá. Na každých 100 metrov stúpania pripadá pokles o 0,3 stupňa. Niekedy sa nazýva najchladnejšia časť atmosféry. Hustota vzduchu je nízka, ale úplne postačuje na vytvorenie odolnosti voči padajúcim meteorom.
Vrstvy atmosféry v obvyklom zmysle končia vo výške okolo 118 km. Tvoria sa tu známe polárne žiary. Hore začína oblasť termosféry. Vplyvom röntgenového žiarenia dochádza k ionizácii tých niekoľkých molekúl vzduchu obsiahnutých v tejto oblasti. Tieto procesy vytvárajú takzvanú ionosféru (často je zahrnutá do termosféry a preto sa neuvažuje samostatne).
Všetko nad 700 km sa nazýva exosféra. vzduch je extrémne malý, takže sa voľne pohybujú bez odporu v dôsledku kolízií. To umožňuje jednotlivým z nich akumulovať energiu zodpovedajúcu 160 stupňom Celzia, a to aj napriek tomu teplota okolia nízka. Molekuly plynu sú rozmiestnené po celom objeme exosféry v súlade s ich hmotnosťou, takže najťažšie z nich možno detegovať iba v spodnej časti vrstvy. Gravitácia planéty, ktorá klesá s výškou, už nie je schopná udržať molekuly, takže vysokoenergetické kozmické častice a žiarenie dodávajú molekulám plynu impulz dostatočný na to, aby opustili atmosféru. Táto oblasť je jednou z najdlhších: predpokladá sa, že atmosféra sa úplne premení na vesmírne vákuum vo výškach väčších ako 2000 km (niekedy sa objaví aj číslo 10 000). Umelé rotujú na obežných dráhach, kým sú ešte v termosfére.
Všetky uvedené čísla sú orientačné, pretože hranice vrstiev atmosféry závisia od mnohých faktorov, napríklad od aktivity Slnka.
Atmosféra Zeme je plynový plášť našej planéty. Jeho spodná hranica je na úrovni zemská kôra a hydrosféra a horná prechádza do blízkozemskej oblasti kozmického priestoru. Atmosféra obsahuje asi 78 % dusíka, 20 % kyslíka, do 1 % argónu, oxid uhličitý, vodík, hélium, neón a niektoré ďalšie plyny.
Táto zemská škrupina sa vyznačuje jasne definovaným vrstvením. Vrstvy atmosféry sú určené vertikálnym rozložením teploty a rôznymi hustotami plynov na rôznych úrovniach. Rozlišujú sa tieto vrstvy zemskej atmosféry: troposféra, stratosféra, mezosféra, termosféra, exosféra. Ionosféra je oddelená.
Až 80 % celkovej hmoty atmosféry tvorí troposféra – spodná prízemná vrstva atmosféry. Troposféra v polárne zóny nachádza sa na úrovni do 8-10 km nad zemským povrchom, v tropická zóna- maximálne do 16-18 km. Medzi troposférou a nadložnou vrstvou stratosféry sa nachádza tropopauza – prechodná vrstva. V troposfére klesá teplota so stúpajúcou nadmorskou výškou a podobne s nadmorskou výškou klesá aj atmosférický tlak. Priemerný teplotný gradient v troposfére je 0,6°C na 100 m rôzne úrovne daného plášťa je určená charakteristikou absorpcie slnečného žiarenia a účinnosťou konvekcie. Takmer všetka ľudská činnosť sa odohráva v troposfére. Najviac vysoké hory neprekračujte troposféru, iba vzdušná preprava môže prekročiť hornú hranicu danej škrupiny v nízkej nadmorskej výške a byť v stratosfére. Veľký podiel vodnej pary sa nachádza v troposfére, ktorá je zodpovedná za vznik takmer všetkých oblakov. Takmer všetky aerosóly (prach, dym atď.) vytvorené v troposfére sú sústredené v zemského povrchu. V hraničnej spodnej vrstve troposféry sú výrazné denné výkyvy teplôt a vlhkosti vzduchu, rýchlosť vetra sa zvyčajne znižuje (s rastúcou nadmorskou výškou stúpa). V troposfére existuje premenlivé rozdelenie hrúbky vzduchu na vzduchové hmoty v horizontálnom smere, ktoré sa líšia množstvom charakteristík v závislosti od zóny a oblasti ich vzniku. Zapnuté atmosférické fronty– hranice medzi vzduchovými hmotami – vznikajú cyklóny a anticyklóny, určujúce počasie na určité územie počas určitého časového obdobia.
Stratosféra je vrstva atmosféry medzi troposférou a mezosférou. Hranice tejto vrstvy sa pohybujú od 8-16 km do 50-55 km nad zemským povrchom. V stratosfére zloženie plynu vzduch je približne rovnaký ako v troposfére. Výrazná vlastnosť– zníženie koncentrácie vodnej pary a zvýšenie obsahu ozónu. Ozónová vrstva atmosféry, ktorá chráni biosféru pred agresívnymi účinkami ultrafialového svetla, sa nachádza na úrovni 20 až 30 km. V stratosfére sa teplota zvyšuje s nadmorskou výškou a hodnoty teploty sú určené slnečné žiarenie a nie konvekciou (pohyby vzdušných hmôt), ako v troposfére. Ohrievanie vzduchu v stratosfére je spôsobené absorpciou ultrafialového žiarenia ozónom.
Nad stratosférou siaha mezosféra do výšky 80 km. Táto vrstva atmosféry sa vyznačuje tým, že teplota klesá so stúpajúcou výškou od 0° C do - 90° C. To je najviac chladná oblasť atmosféru.
Nad mezosférou je termosféra až do výšky 500 km. Od hranice s mezosférou po exosféru sa teplota pohybuje približne od 200 K do 2000 K. Do úrovne 500 km hustota vzduchu klesá niekoľko stotisíckrát. Relatívne zloženie atmosférických zložiek termosféry je podobné povrchovej vrstve troposféry, ale s rastúcou nadmorskou výškou veľká kvantita kyslík prechádza do atómového stavu. Určitá časť molekúl a atómov termosféry je v ionizovanom stave a je rozdelená do niekoľkých vrstiev, spája ich pojem ionosféra. Charakteristiky termosféry sa líšia v širokom rozsahu v závislosti od geografickej šírky, veľkosti slnečné žiarenie, čas roka a deň.
Horná vrstva atmosféry je exosféra. Toto je najtenšia vrstva atmosféry. V exosfére je stredná voľná dráha častíc taká obrovská, že častice môžu voľne unikať do medziplanetárneho priestoru. Hmotnosť exosféry je jedna desaťmilióntina celková hmotnosť atmosféru. Spodná hranica exosféry je na úrovni 450-800 km, a Horná hranica sa považuje za oblasť, kde je koncentrácia častíc rovnaká ako v vonkajší priestor, - niekoľko tisíc kilometrov od povrchu Zeme. Exosféru tvorí plazma – ionizovaný plyn. V exosfére sú tiež radiačné pásy našej planéty.
Videoprezentácia - vrstvy zemskej atmosféry:
Súvisiace materiály: