Erdv? u?pildyta energija. Energija u?pildo erdv? netolygiai. Yra jo susikaupimo ir i?krovimo viet?. Tokiu b?du galite ?vertinti tank?. Planeta yra tvarkinga sistema, kurios centre did?iausias med?iagos tankis ir palaipsniui ma??janti koncentracija periferijos link. S?veikos j?gos nulemia materijos b?sen?, form?, kuria ji egzistuoja. Fizika apib?dina sumin? med?iag? b?sen?: kieta, skysta, dujin? ir pan.

Atmosfera yra dujin? aplinka, supanti planet?. ?em?s atmosfera leid?ia laisvai jud?ti ir prasiskverbia ?viesai, sukuriant erdv?, kurioje klesti gyvyb?.

Teritorija nuo ?em?s pavir?iaus iki ma?daug 16 kilometr? auk??io (nuo pusiaujo iki a?igali? vert? ma?esn?, priklauso ir nuo sezono) vadinama troposfera. Troposfera yra sluoksnis, kuriame koncentruojasi apie 80% viso atmosferos oro ir beveik vis? vandens gar?. ?ia vyksta or? formuojantys procesai. Sl?gis ir temperat?ra krenta did?jant auk??iui. Oro temperat?ros ma??jimo prie?astis – adiabatinis procesas, besiple?iant dujos atv?sta. Vir?utin?je troposferos riboje vert?s gali siekti -50, -60 laipsni? Celsijaus.

Toliau ateina Stratosfera. Jis t?siasi iki 50 kilometr?. ?iame atmosferos sluoksnyje temperat?ra did?ja did?jant auk??iui, vir?utiniame ta?ke ?gydama apie 0 C vert?. Temperat?ros padid?jim? sukelia ozono sluoksnio ultravioletini? spinduli? sugerties procesas. Spinduliuot? sukelia chemin? reakcij?. Deguonies molekul?s skyla ? atskirus atomus, kurie gali susijungti su ?prastomis deguonies molekul?mis ir sudaryti ozon?.

Saul?s spinduliuot?, kurios bangos ilgis yra nuo 10 iki 400 nanometr?, priskiriama ultravioletiniams spinduliams. Kuo trumpesnis UV spinduliuot?s bangos ilgis, tuo didesn? pavoj? ji kelia gyviems organizmams. Tik nedidel? radiacijos dalis pasiekia ?em?s pavir?i? ir ma?iau aktyvi? jos spektro dal?. ?i gamtos ypatyb? leid?ia ?mogui sveikai ?degti saul?je.

Kitas atmosferos sluoksnis vadinamas mezosfera. Ribos nuo ma?daug 50 km iki 85 km. Mezosferoje ozono, galin?io sulaikyti UV energij?, koncentracija yra ma?a, tod?l temperat?ra v?l pradeda kristi su auk??iu. Piko ta?ke temperat?ra nukrenta iki –90 C, kai kurie ?altiniai nurodo –130 C. ?iame atmosferos sluoksnyje i?dega dauguma meteoroid?.

Atmosferos sluoksnis, besit?siantis nuo 85 km auk??io iki 600 km atstumu nuo ?em?s, vadinamas termosfera. Termosfera pirmoji susiduria su saul?s spinduliuote, ?skaitant vadinam?j? vakuumin? ultravioletin?.

Vakuuminis UV sulaikomas ore, tod?l ?is atmosferos sluoksnis ?kaista iki mil?ini?kos temperat?ros. Ta?iau kadangi sl?gis ?ia itin ?emas, ?ios i? pa?i?ros kar?tos dujos nedaro tokio poveikio objektams kaip esant ?em?s pavir?iaus s?lygoms. Atvirk??iai, tokioje aplinkoje esantys daiktai atv?s.

100 km auk?tyje eina ?prastin? linija „Karman linija“, kuri laikoma kosmoso prad?ia.

Auroros atsiranda termosferoje. ?iame atmosferos sluoksnyje saul?s v?jas s?veikauja su planetos magnetiniu lauku.

Paskutinis atmosferos sluoksnis yra egzosfera, i?orinis apvalkalas, besit?siantis t?kstan?ius kilometr?. Egzosfera prakti?kai tu??ia vieta, ta?iau ?ia klaid?iojan?i? atom? skai?ius yra eil?s tvarka didesnis nei tarpplanetin?je erdv?je.

Vyras kv?puoja oru. Normalus sl?gis yra 760 milimetr? gyvsidabrio stulpelio. 10 000 m auk?tyje sl?gis yra apie 200 mm. rt. Art. Tokiame auk?tyje ?mogus tikriausiai gali bent trumpam kv?puoti, ta?iau tam reikia pasiruo?imo. Valstyb? ai?kiai bus neveiksni.

Atmosferos duj? sud?tis: 78% azoto, 21% deguonies, apie procentas argono; likusi dalis yra duj? mi?inys, sudarantis ma?iausi? viso kiekio dal?.

Atmosfera yra ?vairi? duj? mi?inys. Jis t?siasi nuo ?em?s pavir?iaus iki 900 km auk??io, apsaugodamas planet? nuo ?alingo saul?s spinduliuot?s spektro, jame yra duj?, reikaling? visai planetos gyvybei. Atmosfera sulaiko saul?s ?ilum?, su?ildydama ?em?s pavir?i? ir sukurdama palank? klimat?.

Atmosferos kompozicija

?em?s atmosfer? daugiausia sudaro dvi dujos – azotas (78%) ir deguonis (21%). Be to, jame yra anglies dioksido ir kit? duj? priemai??. atmosferoje jis egzistuoja gar?, dr?gm?s la?eli? debesyse ir ledo kristal? pavidalu.

Atmosferos sluoksniai

Atmosfera susideda i? daugyb?s sluoksni?, tarp kuri? n?ra ai?ki? rib?. ?vairi? sluoksni? temperat?ros labai skiriasi viena nuo kitos.

Beor? magnetosfera. B?tent ?ia dauguma ?em?s palydov? skrenda u? ?em?s atmosferos rib?. Egzosfera (450-500 km nuo pavir?iaus). Beveik n?ra duj?. Kai kurie or? palydovai skraido egzosferoje. Termosferai (80-450 km) b?dinga auk?ta temperat?ra, vir?utiniame sluoksnyje siekia 1700°C. Mezosfera (50-80 km). ?ioje zonoje temperat?ra krenta did?jant auk??iui. ?ia sudega dauguma ? atmosfer? patekusi? meteorit? (kosmini? uolien? fragment?). Stratosfera (15-50 km). Sud?tyje yra ozono sluoksnio, t. y. ozono sluoksnio, kuris sugeria ultravioletin? saul?s spinduliuot?. D?l to temperat?ra ?alia ?em?s pavir?iaus kyla. Reaktyviniai l?ktuvai da?niausiai ?ia skraido, nes Matomumas ?iame sluoksnyje yra labai geras ir beveik n?ra trukd?i? d?l oro s?lyg?. Troposfera. Auk?tis svyruoja nuo 8 iki 15 km nuo ?em?s pavir?iaus. B?tent ?ia formuojasi planetos orai, nuo m ?iame sluoksnyje yra daugiausia vandens gar?, dulki? ir v?jo. Temperat?ra ma??ja did?jant atstumui nuo ?em?s pavir?iaus.

Atmosferos sl?gis

Nors mes to nejau?iame, atmosferos sluoksniai daro spaudim? ?em?s pavir?iui. Jis yra auk??iausias ?alia pavir?iaus, o tolstant nuo jo palaipsniui ma??ja. Tai priklauso nuo temperat?r? skirtumo tarp sausumos ir vandenyno, tod?l tame pa?iame auk?tyje vir? j?ros lygio esan?iose vietose da?nai b?na skirtingas sl?gis. ?emas sl?gis atne?a dr?gn? or?, o auk?tas sl?gis paprastai atne?a giedr? or?.

Oro masi? jud?jimas atmosferoje

O sl?gis ver?ia susimai?yti apatinius atmosferos sluoksnius. Taip kyla v?jai, pu?iantys i? auk?to sl?gio zon? ? ?emo sl?gio sritis. Daugelyje region? vietiniai v?jai taip pat kyla d?l temperat?ros skirtum? tarp sausumos ir j?ros. Didel? ?tak? v?jo kryp?iai turi ir kalnai.

?iltnamio efektas

Anglies dioksidas ir kitos dujos, sudaran?ios ?em?s atmosfer?, sulaiko saul?s ?ilum?. ?is procesas paprastai vadinamas ?iltnamio efektu, nes jis daugeliu at?vilgi? primena ?ilumos cirkuliacij? ?iltnamiuose. ?iltnamio efektas sukelia visuotin? at?ilim? planetoje. Auk?to sl?gio zonose – anticiklonuose – u?klumpa giedri saul?ti orai. ?emo sl?gio zonose – ciklonuose – orai da?niausiai b?na nestabil?s. ?iluma ir ?viesa patenka ? atmosfer?. Dujos sulaiko ?ilum?, atsispindin?i? nuo ?em?s pavir?iaus, taip padidindamos temperat?r? ?em?je.

Stratosferoje yra ypatingas ozono sluoksnis. Ozonas blokuoja did?i?j? dal? saul?s ultravioletin?s spinduliuot?s, apsaugodamas nuo jos ?em? ir vis? joje esan?i? gyvyb?. Mokslininkai nustat?, kad ozono sluoksnio ardymo prie?astis yra specialios chlorfluorangliavandenilio dioksido dujos, esan?ios kai kuriuose aerozoliuose ir ?aldymo ?renginiuose. Vir? Arkties ir Antarktidos ozono sluoksnyje buvo aptiktos did?iul?s skyl?s, kurios prisideda prie ultravioletin?s spinduliuot?s, veikian?ios ?em?s pavir?i?, kiekio padid?jimo.

Ozonas susidaro ?emutin?je atmosferoje d?l saul?s spinduliuot?s ir ?vairi? i?metam?j? duj? bei duj?. Paprastai jis pasklinda po vis? atmosfer?, ta?iau jei po ?ilto oro sluoksniu susidaro u?daras ?alto oro sluoksnis, susikaupia ozonas ir susidaro smogas. Deja, tai negali pakeisti ozono skyl?se prarasto ozono.

?ioje palydovin?je nuotraukoje ai?kiai matoma skyl? ozono sluoksnyje vir? Antarktidos. Skyl?s dydis skiriasi, ta?iau mokslininkai mano, kad ji nuolat auga. Stengiamasi suma?inti i?metam?j? duj? kiek? atmosferoje. Reikia ma?inti oro tar?? ir miestuose naudoti degalus be d?m?. Smogas daugeliui ?moni? sukelia aki? dirginim? ir u?dusim?.

?em?s atmosferos atsiradimas ir raida

?iuolaikin? ?em?s atmosfera yra ilgo evoliucinio vystymosi rezultatas. Jis atsirado d?l bendro geologini? veiksni? ir gyvybin?s organizm? veiklos veiksm?. Per vis? geologin? istorij? ?em?s atmosfera patyr? kelet? esmini? poky?i?. Remiantis geologiniais duomenimis ir teorin?mis prielaidomis, jaunosios ?em?s pirmyk?t? atmosfera, egzistavusi ma?daug prie? 4 milijardus met?, gali b?ti sudaryta i? inertini? ir tauri?j? duj? mi?inio su nedideliu pasyvaus azoto priedu (N. A. Yasamanov, 1985; A. S. Monin, 1987; O. G. Sorokhtin, S. A. Ushakov, 1991, 1993). ?iuo metu po?i?ris ? ankstyvosios atmosferos sud?t? ir strukt?r? ?iek tiek pasikeit?. Pirmin? atmosfera (proto-atmosfera) ankstyviausioje protoplanetos stadijoje, t.y. senesn? nei 4,2 mlrd. met?, gal?jo susid?ti i? metano, amoniako ir anglies dioksido mi?inio.D?l mantijos degazavimo ir aktyvi? atmosferos proces?, vykstan?i? ?em?s pavir?iuje, vandens gar?, anglies jungini? CO 2 ir CO pavidalu, sieros ir jos ? atmosfer? prad?jo skverbtis junginiai, taip pat stiprios halogenin?s r?g?tys – HCl, HF, HI ir boro r?g?tis, kurias atmosferoje papild? metanas, amoniakas, vandenilis, argonas ir kai kurios kitos tauriosios dujos.?i pirmin? atmosfera buvo itin plona. Tod?l temperat?ra ?em?s pavir?iuje buvo artima spinduliuot?s pusiausvyros temperat?rai (A. S. Monin, 1977).

Laikui b?gant pirmin?s atmosferos duj? sud?tis prad?jo keistis, veikiant ?em?s pavir?iuje i?siki?usi? uolien? atmosferos procesams, melsvadumbli? ir melsvadumbli? veiklai, vulkaniniams procesams ir saul?s spinduliams. D?l to metanas suskyla ? anglies dioksid?, o amoniakas – ? azot? ir vandenil?; Antrin?je atmosferoje prad?jo kauptis anglies dioksidas, kuris pama?u grimzdo ? ?em?s pavir?i?, ir azotas. D?l gyvybi?kai svarbios melsvadumbli? veiklos fotosintez?s procese prad?jo gamintis deguonis, kuris i? prad?i? daugiausia buvo naudojamas „atmosferos duj?, o v?liau uolien? oksidacijai. Tuo pat metu atmosferoje prad?jo intensyviai kauptis amoniakas, oksiduotas iki molekulinio azoto. Daroma prielaida, kad nema?as kiekis azoto ?iuolaikin?je atmosferoje yra reliktas. Metanas ir anglies monoksidas buvo oksiduoti iki anglies dioksido. Siera ir sieros vandenilis oksidavosi iki SO 2 ir SO 3, kurie d?l didelio judrumo ir lengvumo greitai pasi?alino i? atmosferos. Taigi atmosfera i? redukuojan?ios atmosferos, kokia buvo archeaniniame ir ankstyvajame proterozojuje, palaipsniui virto oksiduojan?ia.

Anglies dioksidas ? atmosfer? pateko ir d?l metano oksidacijos, ir d?l mantijos degazavimo ir uolien? oro s?lyg?. Tuo atveju, jei atmosferoje b?t? i?saugotas visas per vis? ?em?s gyvavimo istorij? i?siskyr?s anglies dioksidas, jo dalinis sl?gis ?iuo metu gali tapti toks pat kaip Veneroje (O. Sorokhtinas, S. A. U?akovas, 1991). Ta?iau ?em?je veik? atvirk?tinis procesas. Didel? dalis anglies dioksido i? atmosferos buvo i?tirpinta hidrosferoje, kurioje hidrobiontai j? panaudojo savo apvalkalams kurti ir biogeni?kai pavert? karbonatais. V?liau i? j? susidar? stori chemogenini? ir organogenini? karbonat? sluoksniai.

Deguonis ? atmosfer? pateko i? trij? ?altini?. Ilg? laik?, pradedant nuo ?em?s atsiradimo, ji i?siskirdavo mantijos degazavimo metu ir daugiausia i?eikvodavo oksidaciniams procesams.Kitas deguonies ?altinis buvo vandens gar? fotodisociacija kietos ultravioletin?s saul?s spinduliuot?s d?ka. I?vaizdos; laisvas deguonis atmosferoje l?m? daugumos prokariot?, gyvenusi? redukuojan?iomis s?lygomis, mirt?. Prokariotiniai organizmai pakeit? savo buveines. Jie paliko ?em?s pavir?i? ? jos gelmes ir sritis, kuriose dar i?liko atsigavimo s?lygos. Juos pakeit? eukariotai, kurie anglies dioksid? prad?jo energingai paversti deguonimi.

Archeano ir nema?os dalies proterozojaus metu beveik visas abiogeniniu ir biogeniniu b?du susidar?s deguonis daugiausia buvo naudojamas gele?ies ir sieros oksidacijai. Proterozojaus pabaigoje visa metalin? dvivalent? gele?is, esanti ?em?s pavir?iuje, arba oksidavosi, arba persik?l? ? ?em?s ?erd?. D?l to pasikeit? dalinis deguonies sl?gis ankstyvojoje proterozojaus atmosferoje.

Proterozojaus viduryje deguonies koncentracija atmosferoje pasiek? ?iuri ta?k? ir sudar? 0,01% ?iuolaikinio lygio. Nuo to laiko atmosferoje prad?jo kauptis deguonis ir tikriausiai jau Riphean pabaigoje jo kiekis pasiek? Pastero ta?k? (0,1% ?iuolaikinio lygio). Gali b?ti, kad ozono sluoksnis atsirado vend? laikotarpiu ir niekada nei?nyko.

Laisvo deguonies atsiradimas ?em?s atmosferoje paskatino gyvyb?s evoliucij? ir paskatino nauj? form? su pa?angesne med?iag? apykaita atsiradim?. Jei anks?iau proterozojaus prad?ioje atsiradusiems eukariotiniams vienal?s?iams dumbliams ir cian?jai deguonies kiekis vandenyje siekt? tik 10–3 dabartin?s koncentracijos, tai ankstyvojo vendi?kojo laikotarpio pabaigoje atsiradus neskeletiniams metazoatams, y., ma?daug prie? 650 milijon? met?, deguonies koncentracija atmosferoje tur?t? b?ti ?ymiai didesn?. Juk Metazoa naudojo deguonies kv?pavim? ir tam reik?jo, kad dalinis deguonies sl?gis pasiekt? kritin? lyg? – Pastero ta?k?. ?iuo atveju anaerobin? fermentacijos proces? pakeit? energeti?kai perspektyvesn? ir progresuojanti deguonies apykaita.

Po to gana greitai tolimesnis deguonies kaupimasis ?em?s atmosferoje ?vyko. Laipsni?kas melsvadumbli? t?rio padid?jimas prisid?jo prie deguonies lygio atmosferoje pasiekimo, reikalingo gyv?n? pasaulio gyvybei palaikyti. Tam tikras deguonies kiekio atmosferoje stabilizavimas ?vyko nuo to momento, kai augalai pasiek? ?em? - ma?daug prie? 450 milijon? met?. Augal? atsiradimas ?em?je, ?vyk?s Sil?ro laikotarpiu, l?m? galutin? deguonies lygio atmosferoje stabilizavim?. Nuo to laiko jo koncentracija prad?jo svyruoti gana siaurose ribose, niekada neper?engdama gyvyb?s egzistavimo rib?. Nuo ?ydin?i? augal? atsiradimo deguonies koncentracija atmosferoje visi?kai stabilizavosi. ?is ?vykis ?vyko kreidos periodo viduryje, t.y. ma?daug prie? 100 milijon? met?.

Did?ioji dalis azoto susidar? ankstyvosiose ?em?s vystymosi stadijose, daugiausia d?l amoniako irimo. Atsiradus organizmams, prasid?jo atmosferos azoto suri?imo ? organines med?iagas ir u?kasimo j?ros nuos?dose procesas. Po to, kai organizmai pasiek? ?em?, azotas prad?jo b?ti palaidotas ?emynin?se nuos?dose. Laisvojo azoto perdirbimo procesai ypa? suaktyv?jo atsiradus sausumos augalams.

Kriptozojaus ir Fanerozojaus sand?roje, t.y. prie? 650 milijon? met?, anglies dioksido kiekis atmosferoje suma??jo iki de?imt?j? procent?, o artim? ?iuolaikiniam kiekiui jis pasiek? visai neseniai, ma?daug prie? 10-20 milijon? met?. prie?.

Taigi atmosferos duj? sud?tis ne tik suteik? organizmams gyvenimo erdv?, bet ir l?m? j? gyvenimo ypatybes, prisid?jo prie apgyvendinimo ir evoliucijos. D?l kosmini? ir planetini? prie?as?i? atsirandantys organizmams palankios atmosferos duj? sud?ties pasiskirstymo sutrikimai l?m? masin? organinio pasaulio i?nykim?, kuris ne kart? pasirei?k? kriptozojaus laikais ir prie tam tikr? fanerozojaus istorijos rib?.

Atmosferos etnosferin?s funkcijos

?em?s atmosfera suteikia reikaling? med?iag?, energijos ir lemia med?iag? apykaitos proces? krypt? ir greit?. ?iuolaikin?s atmosferos duj? sud?tis yra optimali gyvyb?s egzistavimui ir vystymuisi. B?dama vieta, kurioje formuojasi oras ir klimatas, atmosfera turi sudaryti patogias s?lygas ?moni?, gyv?n? ir augmenijos gyvenimui. Atmosferos oro kokyb?s ir oro s?lyg? nukrypimai viena ar kita kryptimi sukuria ekstremalias s?lygas floros ir faunos, ?skaitant ?mones, gyvenimui.

?em?s atmosfera ne tik sudaro s?lygas ?monijai egzistuoti, bet yra pagrindinis etnosferos evoliucijos veiksnys. Kartu tai yra energijos ir ?aliav? i?teklius gamybai. Apskritai atmosfera yra veiksnys, saugantis ?moni? sveikat?, o kai kurios teritorijos d?l fizini?-geografini? s?lyg? ir atmosferos oro kokyb?s yra rekreacin?s zonos ir yra skirtos sanatoriniam-kurortiniam gydymui bei ?moni? poilsiui. Taigi atmosfera yra estetinio ir emocinio poveikio veiksnys.

Atmosferos etnosferos ir technosferos funkcijos, apibr??tos visai neseniai (E. D. Nikitinas, N. A. Yasamanov, 2001), reikalauja nepriklausomo ir nuodugnio tyrimo. Taigi atmosferos energetini? funkcij? tyrimas yra labai aktualus tiek aplinkai kenkian?i? proces? atsiradimo ir veikimo, tiek poveikio ?moni? sveikatai ir gerovei po?i?riu. ?iuo atveju kalbame apie ciklon? ir anticiklon? energij?, atmosferos s?kurius, atmosferos sl?g? ir kitus ekstremalius atmosferos rei?kinius, kuri? efektyvus panaudojimas prisid?s prie s?kmingo alternatyvi? energijos ?altini?, neter?ian?i? aplinkos, gavimo problemos sprendimo. aplink?. Juk oro aplinka, ypa? ta jos dalis, esanti vir? Pasaulio vandenyno, yra sritis, kurioje i?siskiria kolosalus kiekis laisvos energijos.

Pavyzd?iui, nustatyta, kad vidutinio stiprumo atogr??? ciklonai i?skiria energij?, prilygstan?i? 500 t?kstan?i? atomini? bomb?, numest? ant Hirosimos ir Nagasakio, energijai vos per vien? dien?. Per 10 tokio ciklono egzistavimo dien? i?siskiria pakankamai energijos, kad b?t? galima patenkinti visus tokios ?alies kaip JAV energijos poreikius 600 met?.

Pastaraisiais metais paskelbta daug gamtos mokslinink? darb?, vienaip ar kitaip nagrin?jan?i? ?vairius veiklos aspektus ir atmosferos ?tak? ?emi?kiems procesams, o tai rodo tarpdisciplinini? s?veik? intensyv?jim? ?iuolaikiniame gamtos moksle. Kartu pasirei?kia kai kuri? jos kryp?i? integruojantis vaidmuo, tarp kuri? reik?t? pa?ym?ti funkcin?-ekologin? geoekologijos krypt?.

?i kryptis skatina analizuoti ir teori?kai apibendrinti ?vairi? geosfer? ekologines funkcijas ir planetin? vaidmen?, o tai savo ruo?tu yra svarbi prielaida kuriant metodik? ir mokslinius pagrindus holistiniam m?s? planetos tyrin?jimui, racionaliam naudojimui ir apsaugai. savo gamtos i?teklius.

?em?s atmosfera susideda i? keli? sluoksni?: troposferos, stratosferos, mezosferos, termosferos, jonosferos ir egzosferos. Troposferos vir?uje ir stratosferos apa?ioje yra ozonu prisodrintas sluoksnis, vadinamas ozono skydu. Nustatyti tam tikri (kasdieniai, sezoniniai, metiniai ir kt.) ozono pasiskirstymo modeliai. Nuo pat atsiradimo atmosfera tur?jo ?takos planet? proces? eigai. Pirmin? atmosferos sud?tis buvo visi?kai kitokia nei ?iuo metu, ta?iau laikui b?gant molekulinio azoto dalis ir vaidmuo nuolat did?jo, ma?daug prie? 650 milijon? met? atsirado laisvas deguonis, kurio kiekis nuolat did?jo, ta?iau anglies dioksido koncentracija. atitinkamai suma??jo. Didelis atmosferos mobilumas, duj? sud?tis ir aerozoli? buvimas lemia jos i?skirtin? vaidmen? ir aktyv? dalyvavim? ?vairiuose geologiniuose ir biosferos procesuose. Atmosfera vaidina didel? vaidmen? perskirstant saul?s energij? ir vystant katastrofi?kus gamtos rei?kinius ir nelaimes. Atmosferos s?kuriai – tornadai (tornadai), uraganai, taif?nai, ciklonai ir kiti rei?kiniai daro neigiam? ?tak? organiniam pasauliui ir gamtos sistemoms. Pagrindiniai tar?os ?altiniai kartu su gamtos veiksniais yra ?vairios ?mogaus ?kin?s veiklos formos. Antropogeninis poveikis atmosferai pasirei?kia ne tik ?vairi? aerozoli? ir ?iltnamio efekt? sukelian?i? duj? atsiradimu, bet ir vandens gar? kiekio padid?jimu, pasirei?kia smogo ir r?g?taus lietaus pavidalu. ?iltnamio efekt? sukelian?ios dujos kei?ia ?em?s pavir?iaus temperat?ros re?im?, kai kuri? duj? emisija suma?ina ozono sluoksnio t?r? ir prisideda prie ozono skyli? susidarymo. Etnosferinis ?em?s atmosferos vaidmuo yra didelis.

Atmosferos vaidmuo nat?raliuose procesuose

Pavir?iaus atmosfera, esanti tarpin?je b?senoje tarp litosferos ir kosmin?s erdv?s bei duj? sud?ties, sukuria s?lygas organizm? gyvenimui. Tuo pa?iu metu uolien? atmosferos ir naikinimo intensyvumas, klastini? med?iag? perne?imas ir kaupimasis priklauso nuo krituli? kiekio, pob?d?io ir da?numo, nuo v?j? da?nio ir stiprumo, o ypa? nuo oro temperat?ros. Atmosfera yra pagrindin? klimato sistemos sudedamoji dalis. Oro temperat?ra ir dr?gm?, debesuotumas ir krituliai, v?jas – visa tai apib?dina or?, t.y. nuolat kintan?i? atmosferos b?kl?. Tuo pa?iu metu tie patys komponentai apib?dina klimat?, ty vidutin? ilgalaik? oro re?im?.

Duj? sud?tis, debes? buvimas ir ?vairios priemai?os, vadinamos aerozolio dalel?mis (pelenais, dulk?mis, vandens gar? dalel?mis), lemia saul?s spinduliuot?s prasiskverbimo per atmosfer? ypatybes ir neleid?ia i?tr?kti i? ?em?s ?ilumin?s spinduliuot?s. ? kosmos?.

?em?s atmosfera labai judri. Jame vykstantys procesai ir duj? sud?ties, tir?tumo, drumstumo, skaidrumo ir tam tikr? aerozolio daleli? pasikeitimai turi ?takos tiek orams, tiek klimatui.

Gamtini? proces? veikim? ir krypt?, gyvyb? ir aktyvum? ?em?je lemia saul?s spinduliuot?. Jis suteikia 99,98% ?ilumos, tiekiamos ? ?em?s pavir?i?. Kasmet tai sudaro 134*1019 kcal. Tok? ?ilumos kiek? galima gauti sudeginus 200 milijard? ton? anglies. Vandenilio atsargos, sukurian?ios ?? termobranduolin?s energijos sraut? Saul?s mas?je, u?teks dar ma?iausiai 10 milijard? met?, t.

Apie 1/3 viso saul?s energijos kiekio, patenkan?ios ? vir?utin? atmosferos rib?, atsispindi atgal ? kosmos?, 13% sugeria ozono sluoksnis (?skaitant beveik vis? ultravioletin? spinduliuot?). 7% – likusi atmosfera ir tik 44% pasiekia ?em?s pavir?i?. Bendra per dien? ?em? pasiekianti saul?s spinduliuot? yra lygi energijai, kuri? ?monija gavo degindama vis? r??i? kur? per pastar?j? t?kstantmet?.

Saul?s spinduliuot?s pasiskirstymo ?em?s pavir?iuje kiekis ir pob?dis labai priklauso nuo atmosferos debesuotumo ir skaidrumo. I?sklaidytos spinduliuot?s kiekiui ?takos turi Saul?s auk?tis vir? horizonto, atmosferos skaidrumas, vandens gar?, dulki? kiekis, bendras anglies dvideginio kiekis ir kt.

Did?iausias i?sklaidytos spinduliuot?s kiekis pasiekia poliarines sritis. Kuo ?emiau Saul? yra vir? horizonto, tuo ma?iau ?ilumos patenka ? tam tikr? reljefo srit?.

Didel? reik?m? turi atmosferos skaidrumas ir debesuotumas. Debesuot? vasaros dien? paprastai b?na ?al?iau nei giedr?, nes dienos debesuotumas neleid?ia ?kaisti ?em?s pavir?iaus.

Atmosferos dulk?tumas vaidina svarb? vaidmen? paskirstant ?ilum?. Jame randamos smulkiai i?sklaidytos kietos dulki? ir pelen? dalel?s, turin?ios ?takos jo skaidrumui, neigiamai veikia saul?s spinduliuot?s, kurios did?ioji dalis atsispindi, pasiskirstym?. Smulkios dalel?s ? atmosfer? patenka dviem b?dais: arba pelenais, i?siskirian?iais ugnikalnio i?siver?im? metu, arba dykumos dulk?mis, kurias v?jai ne?a i? sausring? atogr??? ir subtropik? region?. Ypa? daug toki? dulki? susidaro per sausras, kai ?ilto oro srov?s nune?a jas ? vir?utinius atmosferos sluoksnius ir gali ten ilgai i?likti. Po Krakatau ugnikalnio i?siver?imo 1883 m., de?imtis kilometr? ? atmosfer? i?mestos dulk?s stratosferoje i?liko apie 3 metus. D?l El Chichon ugnikalnio (Meksika) i?siver?imo 1985 m. dulk?s pasiek? Europ?, tod?l pavir?iaus temperat?ra ?iek tiek suma??jo.

?em?s atmosferoje yra ?vairus vandens gar? kiekis. Absoliu?iai pagal svor? arba t?r? jo kiekis svyruoja nuo 2 iki 5%.

Vandens garai, kaip ir anglies dioksidas, sustiprina ?iltnamio efekt?. Atmosferoje kylan?iuose debesyse ir r?ke vyksta savoti?ki fiziniai ir cheminiai procesai.

Pagrindinis vandens gar? ?altinis ? atmosfer? yra Pasaulio vandenyno pavir?ius. I? jo kasmet i?garuoja nuo 95 iki 110 cm storio vandens sluoksnis, dalis dr?gm?s po kondensacijos gr??ta ? vandenyn?, o kita oro srov?mis nukreipiama ?emyn? link. Permainingo dr?gno klimato vietov?se krituliai sudr?kina dirvo?em?, o dr?gname – sukuria gruntinio vandens atsargas. Taigi atmosfera yra dr?gm?s kaupiklis ir krituli? rezervuaras. atmosferoje susidarantys r?kai dr?kina dirvo?emio dang? ir taip vaidina lemiam? vaidmen? floros ir faunos vystymuisi.

Atmosferos dr?gm? pasiskirsto ?em?s pavir?iuje d?l atmosferos mobilumo. Jai b?dinga labai sud?tinga v?j? ir sl?gio pasiskirstymo sistema. D?l to, kad atmosfera nuolat juda, v?jo sraut? ir sl?gio pasiskirstymo pob?dis ir mastai nuolat kinta. Cirkuliacijos mastai skiriasi nuo mikrometeorologinio, kurio dydis siekia vos kelis ?imtus metr?, iki pasaulinio keli? de?im?i? t?kstan?i? kilometr? masto. Did?iuliai atmosferos s?kuriai dalyvauja kuriant didelio masto oro srovi? sistemas ir lemia bendr? atmosferos cirkuliacij?. Be to, jie yra katastrofi?k? atmosferos rei?kini? ?altiniai.

Oro ir klimato s?lyg? pasiskirstymas bei gyvosios med?iagos funkcionavimas priklauso nuo atmosferos sl?gio. Jei atmosferos sl?gis svyruoja ma?ose ribose, tai nedaro lemiamos reik?m?s ?moni? savijautai ir gyv?n? elgesiui bei neturi ?takos augal? fiziologin?ms funkcijoms. Sl?gio poky?iai da?niausiai siejami su frontaliniais rei?kiniais ir oro poky?iais.

Atmosferos sl?gis yra labai svarbus formuojantis v?jui, kuris, b?damas reljef? formuojantis veiksnys, daro didel? ?tak? gyv?n? ir augal? pasauliui.

V?jas gali slopinti augal? augim? ir tuo pa?iu skatinti s?kl? perne?im?. V?jo vaidmuo formuojant oro ir klimato s?lygas yra didelis. Jis taip pat veikia kaip j?ros srovi? reguliatorius. V?jas, kaip vienas i? i?orini? veiksni?, prisideda prie atmosferos poveikio med?iag? erozijos ir defliacijos dideliais atstumais.

Ekologinis ir geologinis atmosferos proces? vaidmuo

Atmosferos skaidrumo suma??jimas d?l joje esan?i? aerozoli? daleli? ir kiet? dulki? turi ?takos saul?s spinduliuot?s pasiskirstymui, padidina albedo ar atspind?io koeficient?. ?vairios chemin?s reakcijos, sukelian?ios ozono skilim? ir „perl?“ debes?, susidedan?i? i? vandens gar?, susidarym?, lemia t? pat? rezultat?. Klimato kait? lemia global?s atspind?io poky?iai, taip pat atmosferos duj?, daugiausia ?iltnamio efekt? sukelian?i? duj?, poky?iai.

Netolygus ?ildymas, d?l kurio skiriasi atmosferos sl?gis ?vairiose ?em?s pavir?iaus dalyse, atsiranda atmosferos cirkuliacija, kuri yra troposferos po?ymis. Kai atsiranda sl?gio skirtumas, oras ver?iasi i? auk?to sl?gio zon? ? ?emo sl?gio sritis. ?ie oro masi? jud?jimai kartu su dr?gme ir temperat?ra lemia pagrindinius ekologinius ir geologinius atmosferos proces? ypatumus.

Priklausomai nuo grei?io, v?jas atlieka ?vairius geologinius darbus ?em?s pavir?iuje. 10 m/s grei?iu purto storas med?i? ?akas, keldamas ir transportuodamas dulkes bei smulk? sm?l?; lau?o med?i? ?akas 20 m/s grei?iu, ne?a sm?l? ir ?vyr?; 30 m/s grei?iu (audra) drasko nam? stogus, lau?o med?ius, lau?o stulpus, judina akmenukus ir ne?a smulkias skaldas, o uraganinis v?jas 40 m/s grei?iu griauna namus, lau?o ir griauna elektr? linijos stulpai, i?rauti didelius med?ius.

Skvalai ir tornadai (tornadai) – atmosferos s?kuriai, kylantys ?iltuoju met? laiku galinguose atmosferos frontuose, kuri? greitis siekia iki 100 m/s, daro didel? neigiam? poveik? aplinkai su katastrofi?komis pasekm?mis. ?kvalai – tai horizontal?s viesulai, kuri? v?jo greitis yra uraganinis (iki 60-80 m/s). Jas da?nai lydi smarkios li?tys ir perk?nija, trunkanti nuo keli? minu?i? iki pusvaland?io. ?kvalai apima iki 50 km plo?io teritorijas ir nukeliauja 200-250 km atstum?. 1998 metais Maskvoje ir Maskvos srityje kilusi ?kvalas apgadino daugelio nam? stogus ir nuvert? med?ius.

Tornadai, ?iaur?s Amerikoje vadinami tornadais, yra galingi piltuvo formos atmosferos s?kuriai, da?nai siejami su perk?nijos debesimis. Tai per vidur? siaur?jan?ios oro kolonos, kuri? skersmuo nuo keli? de?im?i? iki ?imt? metr?. Tornadas atrodo kaip piltuvas, labai pana?us ? dramblio kamien?, besileid?iantis i? debes? arba kylantis nuo ?em?s pavir?iaus. Tur?damas stipr? ret?jim? ir didel? sukimosi greit?, tornadas nukeliauja iki keli? ?imt? kilometr?, traukdamas dulkes, vanden? i? rezervuar? ir ?vairi? objekt?. Galingus tornadus lydi perk?nija, lietus ir jie turi didel? griaunan?i? gali?.

Tornadai retai pasitaiko subpoliariniuose ar pusiaujo regionuose, kur nuolat ?alta arba kar?ta. Atvirame vandenyne tornad? yra nedaug. Tornadai pasitaiko Europoje, Japonijoje, Australijoje, JAV, o Rusijoje ypa? da?ni Vidurio Juodosios ?em?s regione, Maskvos, Jaroslavlio, Ni?nij Novgorodo ir Ivanovo srityse.

Tornadai kelia ir perkelia automobilius, namus, ve?imus ir tiltus. Ypa? destruktyv?s tornadai stebimi JAV. Kasmet ?vyksta nuo 450 iki 1500 tornad?, kuri? vidutinis auk? skai?ius yra apie 100 ?moni?. Tornadai yra greitai veikiantys katastrofi?ki atmosferos procesai. Jie susiformuoja vos per 20-30 minu?i?, o j? gyvavimo laikas – 30 minu?i?. Tod?l nusp?ti tornad? laik? ir viet? beveik ne?manoma.

Kiti griaunantys, bet ilgai trunkantys atmosferos s?kuriai – ciklonai. Jie susidaro d?l sl?gio skirtumo, kuris tam tikromis s?lygomis prisideda prie apskrito oro sraut? jud?jimo atsiradimo. Atmosferos s?kuriai kyla aplink galingus auk?tyn kylan?ius dr?gno ?ilto oro srautus ir sukasi dideliu grei?iu pagal laikrod?io rodykl? pietiniame pusrutulyje ir prie? laikrod?io rodykl? ?iauriniame pusrutulyje. Ciklonai, skirtingai nei tornadai, kyla vir? vandenyn? ir sukelia destruktyv? poveik? ?emynams. Pagrindiniai destruktyv?s veiksniai yra stipr?s v?jai, intensyv?s krituliai sningant, li?tys, kru?a ir potvyniai. 19 - 30 m/s grei?io v?jai formuoja audr?, 30 - 35 m/s - audr?, o daugiau nei 35 m/s - uragan?.

Tropini? ciklon? – uragan? ir taif?n? – vidutinis plotis siekia kelis ?imtus kilometr?. V?jo greitis ciklono viduje pasiekia uragano j?g?. Tropiniai ciklonai trunka nuo keli? dien? iki keli? savai?i?, jud?dami nuo 50 iki 200 km/val. Vidutin?s platumos ciklonai yra didesnio skersmens. J? skersiniai matmenys svyruoja nuo t?kstan?io iki keli? t?kstan?i? kilometr?, o v?jo greitis – audringas. Jie juda ?iauriniame pusrutulyje i? vakar? ir juos lydi kru?a ir sniegas, kurie savo prigimtimi yra katastrofi?ki. Pagal auk? skai?i? ir padaryt? ?al? ciklonai ir su jais susij? uraganai bei taif?nai yra did?iausi gamtos atmosferos rei?kiniai po potvyni?. Tankiai apgyvendintose Azijos vietose uragan? auk? skai?ius siekia t?kstan?ius. 1991 metais Banglade?e per uragan?, suk?lus? 6 m auk??io j?ros bang? susidarym?, ?uvo 125 t?kst. Taif?nai daro didel? ?al? Jungtin?ms Valstijoms. Tuo pa?iu metu mir?ta de?imtys ir ?imtai ?moni?. Vakar? Europoje uraganai padaro ma?iau ?alos.

Perk?nija yra laikoma katastrofi?ku atmosferos rei?kiniu. Jie atsiranda, kai ?iltas, dr?gnas oras kyla labai greitai. Atogr??? ir subtropik? zon? ribose perk?nija b?na 90-100 dien? per metus, vidutinio klimato zonoje 10-30 dien?. M?s? ?alyje daugiausiai perk?nij? b?na ?iaur?s Kaukaze.

Perk?nija paprastai trunka ma?iau nei valand?. Ypa? pavojingi yra intensyv?s li?tys, kru?a, ?aibo sm?giai, v?jo g?siai, vertikalios oro srov?s. Kru?os pavoj? lemia kru?os dydis. ?iaur?s Kaukaze kru?os mas? ka?kada siek? 0,5 kg, o Indijoje buvo u?fiksuota 7 kg svorio kru?a. Pavojingiausios miestui m?s? ?alies teritorijos yra ?iaur?s Kaukaze. 1992 m. liep? kru?a apgadino 18 orlaivi? Mineralnye Vody oro uoste.

Pavojingi atmosferos rei?kiniai apima ?aibus. Jie ?udo ?mones, gyvulius, sukelia gaisrus ir gadina elektros tinkl?. Kasmet nuo perk?nijos ir j? padarini? visame pasaulyje mir?ta apie 10 000 ?moni?. Be to, kai kuriose Afrikos, Pranc?zijos ir JAV srityse ?aibo auk? skai?ius yra didesnis nei kit? gamtos rei?kini?. Kasmetin? ekonomin? ?ala d?l perk?nijos Jungtin?se Valstijose siekia ma?iausiai 700 mln.

Sausros b?dingos dykum?, stepi? ir mi?ko-stepi? regionams. D?l krituli? tr?kumo dirvo?emis i?d?i?sta, suma??ja po?eminio vandens ir rezervuar? lygis, kol jie visi?kai i?d?i?sta. D?l dr?gm?s tr?kumo augalija ir pas?liai mir?ta. Sausros ypa? stiprios Afrikoje, Artimuosiuose ir Viduriniuose Rytuose, Centrin?je Azijoje ir piet? ?iaur?s Amerikoje.

Sausros kei?ia ?moni? gyvenimo s?lygas ir daro neigiam? poveik? nat?raliai aplinkai d?l proces?, toki? kaip dirvo?emio drusk?jimas, sausi v?jai, dulki? audros, dirvo?emio erozija ir mi?k? gaisrai. Gaisrai ypa? smark?s per sausr? taigos regionuose, atogr??? ir subtropik? mi?kuose bei savanose.

Sausros yra trumpalaikiai procesai, trunkantys vien? sezon?. Kai sausros trunka ilgiau nei du sezonus, gresia badas ir masinis mirtingumas. Paprastai sausra palie?ia vienos ar keli? ?ali? teritorij?. U?sit?susios sausros su tragi?komis pasekm?mis ypa? da?nai pasitaiko Afrikos Sahelio regione.

Atmosferos rei?kiniai, tokie kaip sniegas, trumpalaik?s smarkios li?tys ir u?sit?susios li?tys, daro didel? ?al?. Sniegas sukelia did?iules lavinas kalnuose, o greitas i?kritusio sniego tirpimas ir u?sit?s? krituliai sukelia potvynius. Did?iul? vandens mas?, krintanti ant ?em?s pavir?iaus, ypa? bemed?i? vietose, sukelia didel? dirvo?emio erozij?. Intensyviai daug?ja kanalizacijos sij? sistem?. Potvyniai ?vyksta d?l dideli? potvyni? gausi? krituli? arba didelio vandens periodais po staigaus at?ilimo ar pavasario sniego tirpimo, tod?l jie yra atmosferos rei?kiniai (jie aptariami skyriuje apie hidrosferos ekologin? vaidmen?).

Antropogeniniai atmosferos poky?iai

?iuo metu yra daug ?vairi? antropogenini? ?altini?, kurie sukelia oro tar?? ir sukelia rimtus ekologin?s pusiausvyros sutrikimus. Kalbant apie mast?, did?iausi? ?tak? atmosferai turi du ?altiniai: transportas ir pramon?. Transportui vidutini?kai tenka apie 60% visos atmosferos tar?os, pramonei - 15, ?iluminei energijai - 15, buitini? ir pramonini? atliek? naikinimo technologijoms - 10%.

Transportas, priklausomai nuo naudojamo kuro ir oksidatori? tip?, i?skiria ? atmosfer? azoto oksidus, sier?, anglies oksidus ir dioksidus, ?vin? ir jo junginius, suod?ius, benzopiren? (med?iaga i? policiklini? aromatini? angliavandenili? grup?s, kuri yra stipri kancerogenas, sukeliantis odos v???).

Pramon? ? atmosfer? i?meta sieros dioksid?, anglies oksidus ir dioksidus, angliavandenilius, amoniak?, vandenilio sulfid?, sieros r?g?t?, fenol?, chlor?, fluor? ir kitus cheminius junginius. Ta?iau dominuojan?i? viet? tarp i?metam?j? ter?al? (iki 85%) u?ima dulk?s.

D?l tar?os kei?iasi atmosferos skaidrumas, atsiranda aerozoli?, smog? ir r?g??i? liet?.

Aerozoliai yra dispersin?s sistemos, susidedan?ios i? kiet? daleli? arba skys?io la?eli?, suspenduot? dujin?je aplinkoje. Disperguotos faz?s daleli? dydis paprastai yra 10 -3 -10 -7 cm.. Priklausomai nuo dispersin?s faz?s sud?ties aerozoliai skirstomi ? dvi grupes. Vienas apima aerozolius, sudarytus i? kiet? daleli?, disperguot? dujin?je terp?je, antrasis – aerozolius, kurie yra dujini? ir skyst?j? fazi? mi?inys. Pirmieji vadinami d?mais, o antrieji – r?kais. J? susidarymo procese kondensacijos centrai atlieka svarb? vaidmen?. Kondensacijos branduoliais veikia vulkaniniai pelenai, kosmin?s dulk?s, pramonin?s emisijos produktai, ?vairios bakterijos ir kt.Galim? koncentracijos branduoli? ?altini? skai?ius nuolat auga. Taigi, pavyzd?iui, kai saus? ?ol? sunaikina gaisras 4000 m 2 plote, susidaro vidutini?kai 11 * 10 22 aerozoli? branduoliai.

Aerozoliai prad?jo formuotis nuo to momento, kai atsirado m?s? planeta ir paveik? gamtos s?lygas. Ta?iau j? kiekis ir veiksmai, subalansuoti su bendru med?iag? ciklu gamtoje, dideli? aplinkos poky?i? nesuk?l?. Antropogeniniai j? susidarymo veiksniai ?i? pusiausvyr? perk?l? ? reik?mingas biosferos perkrovas. ?i savyb? ypa? i?ry?k?jo nuo tada, kai ?monija prad?jo naudoti specialiai sukurtus aerozolius tiek nuoding? med?iag? pavidalu, tiek augal? apsaugai.

Pavojingiausi augmenijai yra sieros dioksido, vandenilio fluorido ir azoto aerozoliai. Kai jie lie?iasi su dr?gnu lap? pavir?iumi, susidaro r?g?tys, kurios ?alingai veikia gyvas b?tybes. R?g??i? r?kas kartu su ?kvepiamu oru patenka ? gyv?n? ir ?moni? kv?pavimo organus ir agresyviai veikia gleivines. Kai kurie i? j? skaido gyvus audinius, o radioaktyv?s aerozoliai sukelia v???. Tarp radioaktyvi?j? izotop? Sg 90 ypa? pavojingas ne tik d?l savo kancerogeni?kumo, bet ir kaip kalcio analogas, pakei?iantis j? organizm? kauluose, sukeliantis j? irim?.

Branduolini? sprogim? metu atmosferoje susidaro radioaktyvi? aerozoli? debesys. Ma?os dalel?s, kuri? spindulys yra 1 - 10 mikron?, patenka ne tik ? vir?utinius troposferos sluoksnius, bet ir ? stratosfer?, kur gali i?likti ilg? laik?. Aerozoli? debesys taip pat susidaro eksploatuojant reaktorius pramoniniuose ?renginiuose, kuriuose gaminamas branduolinis kuras, taip pat d?l avarij? atomin?se elektrin?se.

Smogas yra aerozoli? mi?inys su skystomis ir kietomis dispersin?mis faz?mis, kurios sudaro miglot? u?dang? vir? pramonini? rajon? ir dideli? miest?.

Yra trys smogo tipai: ledinis, ?lapias ir sausas. Ledo smogas vadinamas Aliaskos smogu. Tai dujini? ter?al? derinys, kuriame yra dulki? daleli? ir ledo kristal?, atsirandan?i?, kai u???la ?ildymo sistem? r?ko ir gar? la?eliai.

Dr?gnas smogas arba Londono tipo smogas kartais vadinamas ?iemos smogu. Tai dujini? ter?al? (daugiausia sieros dioksido), dulki? daleli? ir r?ko la?eli? mi?inys. Meteorologin? ?iemos smogo atsiradimo s?lyga yra nev?juotas oras, kai ?ilto oro sluoksnis yra vir? gruntinio ?alto oro sluoksnio (?emiau 700 m). ?iuo atveju vyksta ne tik horizontal?s, bet ir vertikal?s mainai. Ter?alai, da?niausiai pasklid? auk?tuose sluoksniuose, tokiu atveju kaupiasi pavir?iniame sluoksnyje.

Sausas smogas atsiranda vasar? ir da?nai vadinamas Los And?elo tipo smogu. Tai ozono, anglies monoksido, azoto oksid? ir r?g??i? gar? mi?inys. Toks smogas susidaro d?l saul?s spinduliuot?s, ypa? jos ultravioletin?s dalies, irimo ter?al?. B?tina meteorologin? s?lyga yra atmosferos inversija, i?reik?ta ?alto oro sluoksnio atsiradimu vir? ?ilto oro. Paprastai ?ilto oro srovi? pakeltos dujos ir kietosios dalel?s v?liau pasklinda ? vir?utinius ?altus sluoksnius, ta?iau tokiu atveju jos kaupiasi inversiniame sluoksnyje. Fotoliz?s procese azoto dioksidai, susidar? degant degalams automobili? varikliuose, suyra:

NO 2 -> NO + O

Tada vyksta ozono sintez?:

O + O 2 + M -> O 3 + M

NE + O -> NO 2

Fotodisociacijos procesus lydi geltonai ?alias ?vyt?jimas.

Be to, vyksta tokio tipo reakcijos: SO 3 + H 2 0 -> H 2 SO 4, t.y. susidaro stipri sieros r?g?tis.

Kei?iantis meteorologin?ms s?lygoms (pasirei?kus v?jui ar pasikeitus dr?gmei), ?altas oras i?sisklaido ir smogas i?nyksta.

Kancerogenini? med?iag? buvimas smoge sukelia kv?pavimo sutrikimus, gleivini? dirginim?, kraujotakos sutrikimus, astmin? u?dusim? ir da?nai mirt?. Smogas ypa? pavojingas ma?iems vaikams.

R?g?t?s liet?s – tai atmosferos krituliai, par?g?tinti pramoniniais sieros oksid?, azoto ir juose i?tirpusio perchloro r?g?ties bei chloro garais. Deginant angl? ir dujas, did?ioji dalis joje esan?ios sieros tiek oksido, tiek jungini? su gele?imi pavidalu, ypa? pirite, pirotite, chalkopirite ir kt., virsta sieros oksidu, kuris kartu paver?iamas sieros oksidu. su anglies dioksidu i?metama ? atmosfer?. Atmosferos azotui ir technin?ms emisijoms susijungus su deguonimi, susidaro ?vair?s azoto oksidai, o susidaran?i? azoto oksid? t?ris priklauso nuo degimo temperat?ros. Did?ioji dalis azoto oksid? susidaro eksploatuojant transporto priemones ir dyzelinius lokomotyvus, o ma?esn? dalis – energetikos ir pramon?s ?mon?se. Siera ir azoto oksidai yra pagrindiniai r?g??i? formuotojai. Reaguodamas su atmosferos deguonimi ir jame esan?iais vandens garais, susidaro sieros ir azoto r?g?tys.

Yra ?inoma, kad aplinkos ?armini? r?g??i? balans? lemia pH vert?. Neutralioje aplinkoje pH yra 7, r?g??ioje – 0, o ?armin?je – 14. ?iuolaikin?je epochoje lietaus vandens pH yra 5,6, nors netolimoje praeityje. buvo neutralus. PH vert?s suma??jimas vienu atitinka de?imt kart? padid?jus? r?g?tingum?, tod?l ?iuo metu beveik visur i?krenta padid?j?s r?g?tingumas. Did?iausias Vakar? Europoje u?fiksuotas lietaus r?g?tingumas siek? 4-3,5 pH. Reik?t? atsi?velgti ? tai, kad 4–4,5 pH vert? daugeliui ?uv? yra mirtina.

R?g?t?s liet?s agresyviai veikia ?em?s augmenij?, pramoninius ir gyvenamuosius pastatus ir labai pagreitina atvir? uolien? atmosfer?. Padid?j?s r?g?tingumas neleid?ia savaranki?kai reguliuoti dirvo?emio, kuriame i?tirpsta maistin?s med?iagos, neutralizavimo. Savo ruo?tu tai lemia staig? derliaus suma??jim? ir augalijos dangos degradacij?. Dirvo?emio r?g?tingumas skatina i?siskirti suri?tus sunkius dirvo?emius, kuriuos palaipsniui pasisavina augalai, sukeldami rimtus audini? pa?eidimus ir prasiskverbdami ? ?mogaus mitybos grandin?.

Pasikeitus j?ros vanden?, ypa? sekli?, ?armini? r?g??i? potencialui, nutr?ksta daugelio bestuburi? dauginimasis, ??sta ?uvys ir sutrinka ekologin? pusiausvyra vandenynuose.

D?l r?g??i? lietaus Vakar? Europos, Baltijos ?ali?, Karelijos, Uralo, Sibiro ir Kanados mi?kams gresia sunaikinimas.

Atmosferoje - (5,1-5,3)?10 18 kg. I? j? sauso oro mas? (5,1352 ± 0,0003)?10 18 kg, bendra vandens gar? mas? vidutini?kai 1,27?10 16 kg.

Be lentel?je nurodyt? duj?, atmosferoje yra N 2 O (\displaystyle ((\ce (N2O)))) ir kiti azoto oksidai ( NO 2 (\displaystyle (\ce (NO2))), ), propanas ir kiti angliavandeniliai, O 3 (\displaystyle ((\ce (O3)))) , Cl 2 (\displaystyle (\ce (Cl2))) , SO 2 (\displaystyle (\ce (SO2))) , NH 3 (\displaystyle (\ce (NH3))) , , HCl (\displaystyle (\ce (HCl))) , HF (\displaystyle (\ce (HF))) , HBr (\displaystyle (\ce (HBr))) , HI (\displaystyle ((\ce (HI)))), poros Hg (\displaystyle (\ce (Hg))) , I 2 (\displaystyle (\ce (I2))) , Br 2 (\displaystyle (\ce (Br2))), taip pat daug kit? duj? nedideliais kiekiais. Troposferoje nuolat yra daug suspenduot? kiet?j? ir skyst?j? daleli? (aerozolio). Re?iausios dujos ?em?s atmosferoje yra Rn (\displaystyle (\ce (Rn))) .

Atmosferos strukt?ra

Atmosferos ribinis sluoksnis

Apatinis troposferos sluoksnis (1-2 km storio), kuriame ?em?s pavir?iaus b?kl? ir savyb?s tiesiogiai veikia atmosferos dinamik?.

Troposfera

Jo vir?utin? riba yra 8-10 km auk?tyje poliarin?se, 10-12 km vidutinio klimato ir 16-18 km atogr??? platumose; ma?esn? ?iem? nei vasar?.
Apatiniame, pagrindiniame atmosferos sluoksnyje yra daugiau nei 80% visos atmosferos oro mas?s ir apie 90% vis? atmosferoje esan?i? vandens gar?. Troposferoje labai i?vystyta turbulencija ir konvekcija, atsiranda debes?, vystosi ciklonai ir anticiklonai. Temperat?ra ma??ja did?jant auk??iui, o vidutinis vertikalus gradientas yra 0,65°/100 metr?.

Tropopauz?

Pereinamasis sluoksnis i? troposferos ? stratosfer?, atmosferos sluoksnis, kuriame sustoja temperat?ros ma??jimas did?jant auk??iui.

Stratosfera

Atmosferos sluoksnis, esantis 11–50 km auk?tyje. B?dingas nedidelis temperat?ros pokytis 11-25 km sluoksnyje (apatinis stratosferos sluoksnis) ir 25-40 km sluoksnio padid?jimas nuo minus 56,5 iki +0,8 ° C (vir?utinis stratosferos sluoksnis arba inversijos sritis). Pasiekusi apie 273 K (beveik 0 °C) vert? ma?daug 40 km auk?tyje, temperat?ra i?lieka pastovi iki ma?daug 55 km auk??io. ?i pastovios temperat?ros sritis vadinama stratopauze ir yra riba tarp stratosferos ir mezosferos. XIX am?iaus viduryje buvo manoma, kad 12 km (6 t?kst. tois?) auk?tyje ?em?s atmosfera baigiasi (Penkios savait?s balione, 13 skyri?). Stratosferoje yra ozono sluoksnis, kuris apsaugo ?em? nuo ultravioletini? spinduli?.

Stratopauz?

Atmosferos ribinis sluoksnis tarp stratosferos ir mezosferos. Vertikalus temperat?ros pasiskirstymas yra maksimumas (apie 0 °C).

Mezosfera

Termosfera

Vir?utin? riba yra apie 800 km. Temperat?ra pakyla iki 200–300 km auk??io, kur pasiekia 1500 K reik?mes, o po to i?lieka beveik pastovi iki didelio auk??io. Veikiant saul?s spinduliuotei ir kosminei spinduliuotei, vyksta oro jonizacija („auroros“) – pagrindiniai jonosferos regionai yra termosferos viduje. Vir? 300 km auk?tyje vyrauja atominis deguonis. Vir?utin? termosferos rib? daugiausia lemia dabartinis Saul?s aktyvumas. Ma?o aktyvumo laikotarpiais – pavyzd?iui, 2008–2009 m. – pastebimas ?io sluoksnio dyd?io ma??jimas.

Termopauz?

Atmosferos sritis, esanti greta vir? termosferos. ?iame regione saul?s spinduliuot?s sugertis yra nereik?minga, o temperat?ra prakti?kai nesikei?ia priklausomai nuo auk??io.

Egzosfera (sklaidanti sfera)

Iki 100 km auk??io atmosfera yra vienalytis, gerai susimai??s duj? mi?inys. Auk?tesniuose sluoksniuose duj? pasiskirstymas pagal auk?t? priklauso nuo j? molekulini? masi?, sunkesni? duj? koncentracija ma??ja grei?iau tolstant nuo ?em?s pavir?iaus. Suma??jus duj? tankiui, temperat?ra nukrenta nuo 0 °C stratosferoje iki minus 110 °C mezosferoje. Ta?iau atskir? daleli? kinetin? energija 200-250 km auk?tyje atitinka ~ 150 °C temperat?r?. Vir? 200 km pastebimi dideli temperat?ros ir duj? tankio svyravimai laike ir erdv?je.

Ma?daug 2000-3500 km auk?tyje egzosfera pama?u virsta vadinam?ja. ?alia kosminio vakuumo, kuris u?pildytas retomis tarpplanetini? duj? dalel?mis, daugiausia vandenilio atomais. Ta?iau ?ios dujos sudaro tik dal? tarpplanetin?s materijos. Kit? dal? sudaro kometin?s ir meteorin?s kilm?s dulki? dalel?s. Be itin ret? dulki? daleli?, ? ?i? erdv? prasiskverbia saul?s ir galaktikos kilm?s elektromagnetin? ir korpuskulin? spinduliuot?.

SOHO erdv?laivio instrumento SWAN duomen? analiz? parod?, kad tolimiausia ?em?s egzosferos dalis (geokorona) t?siasi apie 100 ?em?s spinduli? arba apie 640 t?kstan?i? km, tai yra daug toliau nei M?nulio orbita.

Ap?valga

Troposfera sudaro apie 80% atmosferos mas?s, stratosfera - apie 20%; mezosferos mas? yra ne didesn? kaip 0,3%, termosfera yra ma?esn? nei 0,05% visos atmosferos mas?s.

Pagal elektrines savybes atmosferoje jie i?skiria neutrosfera Ir jonosfera.

Priklausomai nuo duj? sud?ties atmosferoje, jie i?skiria homosfera Ir heterosfera. Heterosfera- Tai sritis, kurioje gravitacija veikia duj? atsiskyrim?, nes j? mai?ymas tokiame auk?tyje yra nereik?mingas. Tai rei?kia kintam? heterosferos sud?t?. Po juo slypi gerai sumai?yta, vienalyt? atmosferos dalis, vadinama homosfera. Riba tarp ?i? sluoksni? vadinama turbopauze, ji yra apie 120 km auk?tyje.

Kitos atmosferos savyb?s ir poveikis ?mogaus organizmui

Jau 5 km auk?tyje vir? j?ros lygio netreniruotas ?mogus pradeda jausti deguonies bad?, o be prisitaikymo ?ymiai suma??ja ?mogaus darbingumas. ?ia baigiasi fiziologin? atmosferos zona. ?mogaus kv?pavimas tampa ne?manomas 9 km auk?tyje, nors ma?daug iki 115 km atmosferoje yra deguonies.

Atmosfera apr?pina mus deguonimi, reikalingu kv?puoti. Ta?iau d?l bendro atmosferos sl?gio kritimo, kylant ? auk?t?, dalinis deguonies sl?gis atitinkamai ma??ja.

Atmosferos susidarymo istorija

Remiantis labiausiai paplitusia teorija, per vis? savo istorij? ?em?s atmosfera buvo trij? skirting? kompozicij?. I? prad?i? j? sudar? lengvosios dujos (vandenilis ir helis), paimtos i? tarpplanetin?s erdv?s. Tai yra vadinamasis pirmin? atmosfera. Kitame etape d?l aktyvios vulkanin?s veiklos atmosfera buvo prisotinta kitomis dujomis nei vandenilis (anglies dioksidas, amoniakas, vandens garai). Taip jis susiformavo antrin? atmosfera. ?i atmosfera buvo atkurianti. Be to, atmosferos formavimosi proces? l?m? ?ie veiksniai:

• lengv?j? duj? (vandenilio ir helio) nutek?jimas ? tarpplanetin? erdv?;
• chemin?s reakcijos, vykstan?ios atmosferoje, veikiant ultravioletiniams spinduliams, ?aibo i?krovoms ir kai kuriems kitiems veiksniams.

Palaipsniui ?ie veiksniai l?m? formavim?si tretin? atmosfera, pasi?ymintis daug ma?esniu vandenilio kiekiu ir daug didesniu azoto bei anglies dioksido kiekiu (susidaro d?l chemini? reakcij? i? amoniako ir angliavandenili?).

Azotas

Didelis azoto kiekis susidaro d?l amoniako-vandenilio atmosferos oksidacijos molekuliniu deguonimi. O 2 (\displaystyle (\ce (O2))), kuris prad?jo kilti i? planetos pavir?iaus d?l fotosintez?s, prasid?jusios prie? 3 milijardus met?. Taip pat azoto N 2 (\displaystyle (\ce (N2)))? atmosfer? patenka d?l nitrat? ir kit? azoto turin?i? jungini? denitrifikacijos. Azot? ozonas oksiduoja iki NE (\displaystyle ((\ce (NO)))) vir?utiniuose atmosferos sluoksniuose.

Azotas N 2 (\displaystyle (\ce (N2))) reaguoja tik tam tikromis s?lygomis (pavyzd?iui, ?aibo i?lyd?io metu). Molekulinio azoto oksidacija ozonu elektros i?krov? metu yra naudojama ma?ais kiekiais pramonin?je azoto tr??? gamyboje. Melsvadumbliai (melsvadumbliai) ir mazgin?s bakterijos, kurios formuoja rizobin? simbioz? su ank?tiniais augalais, kurios gali b?ti veiksmingos ?aliosios tr??os – augalai, kurie nenualina, o praturtina dirv? nat?raliomis tr??omis, sunaudojant ma?ai energijos gali j? oksiduoti ir paversti. ? biologi?kai aktyvi? form?.

Deguonis

Atmosferos sud?tis prad?jo radikaliai keistis, kai ?em?je atsirado gyv? organizm?, d?l fotosintez?s, kuri? lyd?jo deguonies i?siskyrimas ir anglies dioksido absorbcija. I? prad?i? deguonis buvo naudojamas redukuot? jungini? – amoniako, angliavandenili?, gele?ies gele?ies, esan?ios vandenynuose, oksidacijai ir kt. ?io etapo pabaigoje deguonies kiekis atmosferoje prad?jo did?ti. Palaipsniui susiformavo moderni atmosfera su oksidacin?mis savyb?mis. Kadangi tai suk?l? rimt? ir staigi? poky?i? daugelyje atmosferoje, litosferoje ir biosferoje vykstan?i? proces?, ?is ?vykis buvo vadinamas deguonies katastrofa.

Inercin?s dujos

Tauri?j? duj? ?altiniai yra ugnikalni? i?siver?imai ir radioaktyvi? element? skilimas. ?em?je apskritai ir ypa? atmosferoje, palyginti su kosmosu ir kai kuriomis kitomis planetomis, inertini? duj? i?eikvota. Tai taikoma heliui, neonui, kriptonui, ksenonui ir radonui. Prie?ingai, argono koncentracija yra ne?prastai didel? ir sudaro beveik 1% atmosferos duj? sud?ties. Didelis ?i? duj? kiekis susidaro d?l intensyvaus radioaktyvaus izotopo kalio-40 skilimo ?em?s ?arnyne.

Oro tar?a

Neseniai ?mon?s prad?jo daryti ?tak? atmosferos evoliucijai. ?mogaus veiklos rezultatas buvo nuolatinis anglies dioksido kiekio atmosferoje padid?jimas d?l ankstesniais geologiniais laikais sukaupto angliavandenilio kuro deginimo. Fotosintez?s metu sunaudojama did?iulis kiekis, kur? sugeria pasaulio vandenynai. ?ios dujos ? atmosfer? patenka irstant karbonatin?ms uolienoms bei augalin?s ir gyv?nin?s kilm?s organin?ms med?iagoms, taip pat d?l vulkanizmo ir ?mogaus pramonin?s veiklos. Per pastaruosius 100 met? turinys CO 2 (\displaystyle (\ce (CO2))) atmosferoje padid?jo 10%, o did?ioji dalis (360 mlrd. ton?) susidaro deginant kur?. Jei kuro degimo augimo tempas t?sis, tada per ateinan?ius 200-300 met? kiekis CO 2 (\displaystyle (\ce (CO2))) atmosferoje padvigub?s ir gali sukelti pasaulin? klimato kait?.

Kuro deginimas yra pagrindinis ter?ian?i? duj? ?altinis ( CO (\displaystyle ((\ce (CO)))) ,

Atmosfera prad?jo formuotis kartu su ?em?s formavimusi. Planetos evoliucijos metu ir jos parametrams art?jant prie ?iuolaikini? vertybi?, i? esm?s pasikeit? jos chemin? sud?tis ir fizin?s savyb?s. Remiantis evoliuciniu modeliu, ankstyvoje stadijoje ?em? buvo i?lydyta ir ma?daug prie? 4,5 milijardo met? susiformavo kaip kietas k?nas. ?is etapas laikomas geologin?s chronologijos prad?ia. Nuo to laiko prasid?jo l?ta atmosferos raida. Kai kuriuos geologinius procesus (pavyzd?iui, lavos i?siliejim? ugnikalni? i?siver?im? metu) lyd?jo duj? i?siskyrimas i? ?em?s ?arn?. Juose buvo azotas, amoniakas, metanas, vandens garai, CO oksidas ir anglies dioksidas CO 2. Veikiant saul?s ultravioletinei spinduliuotei vandens garai suskyla ? vandenil? ir deguon?, ta?iau i?siskyr?s deguonis reaguoja su anglies monoksidu ir susidar? anglies dioksidas. Amoniakas suskyla ? azot? ir vandenil?. Difuzijos metu vandenilis pakilo auk?tyn ir paliko atmosfer?, o sunkesnis azotas negal?jo i?garuoti ir palaipsniui kaup?si, tapdamas pagrindiniu komponentu, nors dalis jo chemini? reakcij? metu susijung? ? molekules ( cm. ATMOSFEROS CHEMIJA). Veikiant ultravioletiniams spinduliams ir elektros i?krovoms, pradin?je ?em?s atmosferoje esan?i? duj? mi?inys ?sitrauk? ? chemines reakcijas, d?l kuri? susidar? organin?s med?iagos, ypa? aminor?g?tys. Atsiradus primityviems augalams, prasid?jo fotosintez?s procesas, lydimas deguonies i?siskyrimo. ?ios dujos, ypa? po difuzijos ? vir?utinius atmosferos sluoksnius, prad?jo saugoti savo apatinius sluoksnius ir ?em?s pavir?i? nuo gyvybei pavojingos ultravioletin?s ir rentgeno spinduliuot?s. Teoriniais skai?iavimais, deguonies kiekis, 25 000 kart? ma?esnis nei dabar, jau gali lemti ozono sluoksnio susidarym?, kurio koncentracija b?t? tik perpus ma?esn? nei dabar. Ta?iau to jau pakanka, kad b?t? galima labai reik?mingai apsaugoti organizmus nuo ?alingo ultravioletini? spinduli? poveikio.

Tik?tina, kad pirmin?je atmosferoje buvo daug anglies dioksido. Jis buvo sunaudotas vykstant fotosintezei, o jo koncentracija tur?jo ma??ti vystantis augal? pasauliui, taip pat d?l absorbcijos tam tikr? geologini? proces? metu. Nes ?iltnamio efektas susij? su anglies dioksido buvimu atmosferoje, jo koncentracijos svyravimai yra viena i? svarbi? prie?as?i?, lemian?i? tokius didelio masto klimato poky?ius ?em?s istorijoje kaip ledynme?iai.

?iuolaikin?je atmosferoje esantis helis da?niausiai yra radioaktyvaus urano, torio ir rad?io skilimo produktas. ?ie radioaktyvieji elementai i?skiria daleles, kurios yra helio atom? branduoliai. Kadangi radioaktyvaus skilimo metu elektros kr?vis nei nesusidaro, nei sunaikinamas, susidarant kiekvienai a dalelei atsiranda du elektronai, kurie, rekombinuodami su a dalel?mis, sudaro neutralius helio atomus. Radioaktyvi? element? yra uolienose i?sklaidytuose mineraluose, tod?l nema?a dalis d?l radioaktyvaus skilimo susidariusio helio juose pasilieka ir labai l?tai i?skrieja ? atmosfer?. Tam tikras helio kiekis pakyla auk?tyn ? egzosfer? d?l difuzijos, ta?iau d?l nuolatinio antpl?d?io i? ?em?s pavir?iaus ?i? duj? t?ris atmosferoje i?lieka beveik nepakit?s. Remiantis ?vaig?d?i? ?viesos spektrine analize ir meteorit? tyrimais, galima ?vertinti santykin? ?vairi? chemini? element? gaus? Visatoje. Neono koncentracija erdv?je yra ma?daug de?imt milijard? kart? didesn? nei ?em?je, kriptono – de?imt milijon?, ksenono – milijon? kart?. I? to i?plaukia, kad ?i? inertini? duj?, kurios, matyt, i? prad?i? buvo ?em?s atmosferoje ir nepasipild? chemini? reakcij? metu, koncentracija labai suma??jo, tikriausiai net tada, kai ?em? praranda pirmin? atmosfer?. I?imtis yra inertin?s dujos argonas, nes 40 Ar izotopo pavidalu jis vis dar susidaro radioaktyvaus kalio izotopo skilimo metu.

Barometrinio sl?gio pasiskirstymas.

Bendra atmosferos duj? mas? yra apytiksliai 4,5 10 15 ton?. Taigi atmosferos „svoris“ ploto vienetui, arba atmosferos sl?gis, j?ros lygyje yra ma?daug 11 t/m 2 = 1,1 kg/cm 2. Sl?gis lygus P 0 = 1033,23 g/cm 2 = 1013,250 mbar = 760 mm Hg. Art. = 1 atm, imamas kaip standartinis vidutinis atmosferos sl?gis. Hidrostatin?s pusiausvyros atmosferai turime: d P= –rgd h, tai rei?kia, kad auk??io intervale nuo h prie? h+d h atsiranda lygyb? tarp atmosferos sl?gio poky?io d P ir atitinkamo atmosferos elemento, kurio ploto vienetas, tankis r ir storis d, svoris h. Kaip ry?ys tarp spaudimo R ir temperat?ra T Naudojama ideali? duj?, kuri? tankis r, b?senos lygtis, kuri yra gana tinkama ?em?s atmosferai: P= r R T/m, kur m yra molekulin? mas?, o R = 8,3 J/(K mol) yra universali duj? konstanta. Tada d log P= – (m g/RT)d h= – bd h= – d h/H, kur sl?gio gradientas yra logaritmin?je skal?je. Jo atvirk?tin? vert? H vadinama atmosferos auk??io skale.

Integruojant ?i? izotermin?s atmosferos lygt? ( T= const) arba, jei toks aproksimavimas yra leistinas, gaunamas barometrinis sl?gio pasiskirstymo su auk??iu d?snis: P = P 0 exp (- h/H 0), kur auk??io nuoroda h pagamintas i? vandenyno lygio, kur yra standartinis vidutinis sl?gis P 0 . I?rai?ka H 0 = R T/ mg, vadinama auk??io skale, kuri apib?dina atmosferos mast?, jei temperat?ra joje visur yra vienoda (izotermin? atmosfera). Jei atmosfera n?ra izotermin?, integruojant reikia atsi?velgti ? temperat?ros pokyt? su auk??iu ir parametr? N– kai kurios vietin?s atmosferos sluoksni? charakteristikos, priklausomai nuo j? temperat?ros ir aplinkos savybi?.

Standartin? atmosfera.

Modelis (pagrindini? parametr? ver?i? lentel?), atitinkantis standartin? sl?g? atmosferos baz?je R 0, o chemin? sud?tis vadinama standartine atmosfera. Tiksliau, tai yra s?lyginis atmosferos modelis, kuriam nurodytos vidutin?s temperat?ros, sl?gio, tankio, klampumo ir kit? oro charakteristik? vert?s auk?tyje nuo 2 km ?emiau j?ros lygio iki i?orin?s ?em?s atmosferos ribos. platumos 45° 32ў 33І. Vidurin?s atmosferos parametrai visuose auk??iuose buvo apskai?iuoti naudojant ideali? duj? b?senos lygt? ir barometrin? d?sn? darant prielaid?, kad j?ros lygyje sl?gis yra 1013,25 hPa (760 mm Hg), o temperat?ra 288,15 K (15,0 ° C). Pagal vertikalaus temperat?ros pasiskirstymo pob?d? vidutin? atmosfera susideda i? keli? sluoksni?, kuri? kiekviename temperat?ra yra apytiksl? tiesine auk??io funkcija. ?emiausiame sluoksnyje – troposferoje (h Ј 11 km) su kiekvienu kilometru temperat?ra nukrenta 6,5 °C. Dideliame auk?tyje vertikalaus temperat?ros gradiento reik?m? ir ?enklas kinta nuo sluoksnio iki sluoksnio. Vir? 790 km temperat?ra yra apie 1000 K ir prakti?kai nesikei?ia priklausomai nuo auk??io.

Standartin? atmosfera yra periodi?kai atnaujinamas, legalizuotas standartas, i?leid?iamas lenteli? pavidalu.

1 lentel?. Standartinis ?em?s atmosferos modelis

1 lentel?. STANDARTINIS ?EM?S ATMOSFEROS MODELIS. Lentel?je parodyta: h- auk?tis nuo j?ros lygio, R- spaudimas, T– temperat?ra, r – tankis, N– molekuli? arba atom? skai?ius t?rio vienete, H- auk??io skal?, l– laisvas kelio ilgis. Sl?gis ir temperat?ra 80–250 km auk?tyje, gauti i? raket? duomen?, turi ma?esnes vertes. Didesnio nei 250 km auk??io vert?s, gautos ekstrapoliuojant, n?ra labai tikslios.
h(km)	P(mbar)	T(°C)	r (g/cm3)	N(cm – 3)	H(km)	l(cm)
0	1013	288	1,22 10 –3	2,55 10 19	8,4	7,4·10 –6
1	899	281	1.11·10 –3	2,31 10 19		8,1·10 –6
2	795	275	1.01·10 –3	2.10 10 19		8,9·10 –6
3	701	268	9,1·10 –4	1,89 10 19		9,9·10 –6
4	616	262	8,2·10 –4	1,70 10 19		1,1·10 –5
5	540	255	7,4·10 –4	1,53 10 19	7,7	1,2·10 –5
6	472	249	6,6·10 –4	1,37 10 19		1,4·10 –5
8	356	236	5,2·10 -4	1.09 10 19		1,7·10 –5
10	264	223	4,1·10 –4	8,6 10 18	6,6	2,2·10 –5
15	121	214	1,93·10 –4	4,0 10 18		4,6·10 –5
20	56	214	8,9·10 –5	1,85 10 18	6,3	1,0·10 –4
30	12	225	1,9·10 –5	3,9 10 17	6,7	4,8·10 –4
40	2,9	268	3,9·10 –6	7,6 10 16	7,9	2,4·10 –3
50	0,97	276	1.15·10 –6	2,4 10 16	8,1	8,5·10 –3
60	0,28	260	3,9·10 –7	7,7 10 15	7,6	0,025
70	0,08	219	1,1·10 –7	2,5 10 15	6,5	0,09
80	0,014	205	2,7·10 –8	5,0 10 14	6,1	0,41
90	2,8·10 –3	210	5,0·10 –9	9 · 10 13	6,5	2,1
100	5,8·10 –4	230	8,8·10 –10	1,8 10 13	7,4	9
110	1,7·10 –4	260	2,1·10 –10	5,4 10 12	8,5	40
120	6·10 –5	300	5,6·10 –11	1,8 10 12	10,0	130
150	5·10 –6	450	3,2·10 –12	9 10 10	15	1,8 10 3
200	5·10 –7	700	1,6·10 –13	5 10 9	25	3 10 4
250	9·10 –8	800	3·10 –14	8 10 8	40	3 · 10 5
300	4·10 –8	900	8·10 –15	3 10 8	50
400	8·10 –9	1000	1·10 –15	5 10 7	60
500	2·10 –9	1000	2·10 –16	1 · 10 7	70
700	2·10 –10	1000	2·10 –17	1 10 6	80
1000	1·10 –11	1000	1·10 –18	1 · 10 5	80

Troposfera.

?emiausias ir tankiausias atmosferos sluoksnis, kuriame temperat?ra greitai ma??ja did?jant auk??iui, vadinamas troposfera. Jame yra iki 80% visos atmosferos mas?s ir jis t?siasi poliarin?se ir vidutin?se platumose iki 8-10 km auk??io, o tropikuose - iki 16-18 km. ?ia vystosi beveik visi or? formuojantys procesai, tarp ?em?s ir jos atmosferos vyksta ?ilumos ir dr?gm?s mainai, susidaro debesys, ?vair?s meteorologiniai rei?kiniai, r?kas, krituliai. ?ie ?em?s atmosferos sluoksniai yra konvekcin?je pusiausvyroje ir d?l aktyvaus mai?ymosi turi homogenin? chemin? sud?t?, daugiausia susidedan?i? i? molekulinio azoto (78%) ir deguonies (21%). Did?ioji dauguma nat?rali? ir ?mogaus sukurt? aerozoli? ir duj? oro ter?al? yra susitelk? troposferoje. Iki 2 km storio troposferos apatin?s dalies dinamika stipriai priklauso nuo po?eminio pavir?iaus savybi?, kurios lemia horizontalius ir vertikalius oro (v?jo) jud?jimus, kuriuos sukelia ?ilumos perdavimas i? ?iltesn?s ?em?s. per ?em?s pavir?iaus infraraudon?j? spinduliuot?, kuri? troposferoje sugeria daugiausia vandens garai ir anglies dioksidas (?iltnamio efektas). Temperat?ros pasiskirstymas su auk??iu nustatomas d?l turbulentinio ir konvekcinio mai?ymosi. Vidutini?kai tai atitinka temperat?ros kritim?, kurio auk?tis yra ma?daug 6,5 K/km.

V?jo greitis pavir?iniame ribiniame sluoksnyje i? prad?i? spar?iai did?ja did?jant auk??iui, o vir? jo ir toliau did?ja 2–3 km/s per kilometr?. Kartais siauri planet? srautai (kuri? greitis didesnis nei 30 km/s) atsiranda troposferoje, vakariniai – vidurin?se platumose, o rytiniai – prie pusiaujo. Jie vadinami reaktyviniais srautais.

Tropopauz?.

Vir?utin?je troposferos riboje (tropopauz?je) temperat?ra pasiekia ma?iausi? ?emutin?s atmosferos sluoksnio vert?. Tai pereinamasis sluoksnis tarp troposferos ir vir? jos esan?ios stratosferos. Tropopauz?s storis svyruoja nuo ?imt? metr? iki 1,5–2 km, o temperat?ra ir auk?tis vir? j?ros lygio svyruoja atitinkamai nuo 190 iki 220 K ir nuo 8 iki 18 km, priklausomai nuo platumos ir sezono. Vidutinio ir auk?to klimato platumose ?iem? jis yra 1–2 km ?emesnis nei vasar? ir 8–15 K ?iltesnis. Tropikuose sezoniniai poky?iai daug ma?esni (auk?tis 16–18 km, temperat?ra 180–200 K). Auk??iau reaktyviniai srautai galimos tropopauz?s pertraukos.

Vanduo ?em?s atmosferoje.

Svarbiausias ?em?s atmosferos bruo?as yra didelis vandens gar? ir vandens kiekis la?eli? pavidalu, o tai lengviausiai pastebima debes? ir debes? strukt?r? pavidalu. Dangaus debesuotumo laipsnis (tam tikru momentu arba vidutini?kai per tam tikr? laikotarp?), i?reik?tas 10 bal? skale arba procentais, vadinamas debesuotumu. Debes? forma nustatoma pagal tarptautin? klasifikacij?. Vidutini?kai debesys dengia apie pus? ?em?s rutulio. Debesuotumas yra svarbus veiksnys, apib?dinantis or? ir klimat?. ?iem? ir nakt? debesuotumas neleid?ia suma??ti ?em?s pavir?iaus ir gruntinio oro sluoksnio temperat?rai, vasar? ir dien? silpnina ?em?s pavir?iaus ?kaitim? saul?s spinduliais, su?velnindamas klimat? ?emyn? viduje. .

Debesys.

Debesys – tai atmosferoje pakibusi? vandens la?eli? sankaupos (vandens debesys), ledo kristalai (ledo debesys) arba abu kartu (mi?r?s debesys). Did?jant la?eliams ir kristalams, jie i?krenta i? debes? krituli? pavidalu. Debesys daugiausia susidaro troposferoje. Jie atsiranda d?l ore esan?i? vandens gar? kondensacijos. Debes? la?? skersmuo yra ma?daug keli? mikron?. Skysto vandens kiekis debesyse svyruoja nuo frakcij? iki keli? gram? m3. Debesys i?skiriami pagal auk?t?: Pagal tarptautin? klasifikacij? i?skiriama 10 debes? tip?: plunksninis, cirrocumulus, cirrostratus, altocumulus, altostratus, nimbostratus, stratus, stratocumulus, cumulonimbus, cumullus.

Stratosferoje taip pat stebimi perlamutriniai debesys, o mezosferoje – naktiniai debesys.

Plunksniniai debesys yra skaidr?s debesys plon? balt? si?l? arba ?ilko blizgesio ?yd? pavidalu, nesuteikiantys ?e??li?. Cirrus debesys susideda i? ledo kristal? ir susidaro vir?utin?je troposferos dalyje esant labai ?emai temperat?rai. Kai kurie plunksnini? debes? tipai yra oro poky?i? prana?ai.

Cirrocumulus debesys yra plon? balt? debes? g?briai arba sluoksniai vir?utin?je troposferos dalyje. Cirrocumulus debesys yra sudaryti i? ma?? element?, kurie atrodo kaip dribsniai, raibuliukai, ma?i kamuoliukai be ?e??li? ir daugiausia susideda i? ledo kristal?.

Cirrostratus debesys – tai balk?vas permatomas ?ydas vir?utin?je troposferos dalyje, da?niausiai pluo?tinis, kartais nery?kus, susidedantis i? ma?? adatos ar stulpelio formos ledo kristal?.

Altocumulus debesys yra balti, pilki arba baltai pilki debesys apatiniame ir viduriniame troposferos sluoksniuose. Altocumulus debesys atrodo kaip sluoksniai ir keteros, tarsi pastatyti i? plok??i?, suapvalint? masi?, ?acht?, dribsni?, gulin?i? vienas ant kito. Altocumulus debesys susidaro intensyvios konvekcin?s veiklos metu ir da?niausiai susideda i? per?alusio vandens la?eli?.

Altostratus debesys – tai pilk?vi arba melsvi pluo?tin?s arba vienodos strukt?ros debesys. Vidurin?je troposferoje stebimi Altostratus debesys, besit?siantys keli? kilometr? auk?tyje, o kartais ir t?kstan?ius kilometr? horizontalia kryptimi. Paprastai altostratus debesys yra priekini? debes? sistem?, susijusi? su oro masi? jud?jimu auk?tyn, dalis.

Nimbostrat? debesys – ?emas (nuo 2 km ir auk??iau) amorfinis tolygiai pilkos spalvos debes? sluoksnis, sukeliantis nuolatin? liet? ar snieg?. Nimbostratus debesys yra labai i?vystyti vertikaliai (iki keli? km) ir horizontaliai (keli t?kstan?iai km), susideda i? per?alusio vandens la?eli?, susimai?iusi? su snaig?mis, da?niausiai siejam? su atmosferos frontais.

Sluoksniniai debesys yra ?emesn?s pakopos debesys, turintys vienalyt? sluoksn? be ai?ki? kont?r?, pilkos spalvos. Sluoksnini? debes? auk?tis vir? ?em?s pavir?iaus 0,5–2 km. Retkar?iais i? sluoksnini? debes? krenta ?lapdriba.

Gumbuliniai debesys yra tank?s, ry?kiai balti debesys dienos metu su ry?kiu vertikaliu vystymusi (iki 5 km ir daugiau). Vir?utin?s kamuolini? debes? dalys atrodo kaip kupolai ar bok?tai suapvalintais kont?rais. Paprastai kamuoliniai debesys kyla kaip konvekciniai debesys ?alto oro mas?se.

Stratocumulus debesys yra ?emi (?emiau 2 km) debesys, turintys pilk? arba balt? nepluo?tini? sluoksni? arba apvali? dideli? blok? keter? pavidal?. Vertikalus sluoksnini? debes? storis nedidelis. Retkar?iais i? stratokumulini? debes? i?krenta nedideli krituliai.

Cumulonimbus debesys yra galingi ir tank?s, stipriai vertikaliai besivystantys debesys (iki 14 km auk??io), sukeliantys smarkias li?tis su perk?nija, kru?a ir ?kvalais. Cumulonimbus debesys i?sivysto i? galing? kamuolini? debes?, skiriasi nuo j? vir?utine ledo kristal? dalimi.

Stratosfera.

Per tropopauz? vidutini?kai 12–50 km auk?tyje troposfera pereina ? stratosfer?. ?emutin?je dalyje apie 10 km, t.y. iki ma?daug 20 km auk??io jis yra izoterminis (temperat?ra apie 220 K). Tada jis did?ja did?jant auk??iui ir pasiekia did?iausi? apie 270 K 50–55 km auk?tyje. ?ia yra riba tarp stratosferos ir vir?utin?s mezosferos, vadinama stratopauze. .

Stratosferoje vandens gar? yra ?ymiai ma?iau. Visgi kartais pastebimi ploni permatomi perlamutriniai debesys, retkar?iais pasirodantys stratosferoje 20–30 km auk?tyje. Perlamutriniai debesys matomi tamsiame danguje po saul?lyd?io ir prie? saul?tek?. Savo forma perlamutriniai debesys primena plunksninius ir plunksninius debesis.

Vidurin? atmosfera (mezosfera).

Ma?daug 50 km auk?tyje mezosfera prasideda nuo pla?ios temperat?ros maksimumo piko . Temperat?ros padid?jimo prie?astis ?io maksimumo srityje yra egzotermin? (t.y. lydima ?ilumos i?siskyrimo) fotochemin? ozono skilimo reakcija: O 3 + hv® O 2 + O. Ozonas susidaro fotochemi?kai skaidant molekulin? deguon? O 2

O2+ hv® O + O ir v?lesn? deguonies atomo ir molekul?s trigubo susid?rimo reakcija su tre?i?ja molekule M.

O + O 2 + M ® O 3 + M

Ozonas aistringai sugeria ultravioletin? spinduliuot? regione nuo 2000 iki 3000 ?, ir ?i spinduliuot? ?ildo atmosfer?. Ozonas, esantis vir?utiniuose atmosferos sluoksniuose, tarnauja kaip savoti?kas skydas, saugantis mus nuo ultravioletin?s saul?s spinduliuot?s poveikio. Be ?io skydo gyvyb?s vystymasis ?em?je jos ?iuolaikin?mis formomis vargu ar b?t? buv?s ?manomas.

Apskritai visoje mezosferoje atmosferos temperat?ra nukrenta iki minimalios vert?s, ma?daug 180 K, ties vir?utine mezosferos riba (vadinama mezopauze, auk?tis apie 80 km). Netoli mezopauz?s, 70–90 km auk?tyje, gali atsirasti labai plonas ledo kristal? sluoksnis ir vulkanini? bei meteorit? dulki? dalel?s, stebimos kaip gra?us ne?vari? debes? reginys. netrukus po saul?lyd?io.

Mezosferoje ma?os kietos meteorito dalel?s, nukritusios ant ?em?s, sukelian?ios meteor? fenomen?, da?niausiai sudega.

Meteorai, meteoritai ir ugnies kamuoliai.

Meteoroidais vadinami blyksniai ir kiti rei?kiniai vir?utin?je ?em?s atmosferoje, atsirandantys d?l kiet?j? kosmini? daleli? ar k?n? ?siskverbimo ? j? 11 km/s ar didesniu grei?iu. Atsiranda pastebimas ry?kus meteor? p?dsakas; vadinami galingiausi rei?kiniai, da?nai lydimi meteorit? kritimo ugnies kamuoliai; meteor? atsiradimas siejamas su meteor? lietumi.

Meteor? lietus:

1) daugelio meteor? kritimo i? vieno spindulio rei?kinys per kelias valandas ar dienas.

2) meteoroid? spie?ius, judantis ta pa?ia orbita aplink Saul?.

Sistemingas meteor? atsiradimas tam tikroje dangaus srityje ir tam tikromis met? dienomis, atsirandantis d?l ?em?s orbitos susikirtimo su bendra daugelio meteorit? k?n?, judan?i? ma?daug vienodais ir vienodais grei?iais, orbita, d?l kurios atrodo, kad j? keliai danguje kyla i? bendro ta?ko (spinduliuojan?io) . Jie pavadinti pagal ?vaig?dyn?, kuriame yra spinduliuot?.

Meteor? lietus daro gil? ?sp?d? savo ?viesos efektais, ta?iau pavieniai meteorai matomi retai. Daug daugiau yra nematom? meteor?, per ma??, kad b?t? matomi, kai jie absorbuojami ? atmosfer?. Kai kurie i? ma?iausi? meteor? tikriausiai visai ne?kaista, o tik pagauna atmosferos. ?ios ma?os dalel?s, kuri? dydis svyruoja nuo keli? milimetr? iki de?imties t?kstant?j? milimetro dali?, vadinamos mikrometeoritais. Kasdien ? atmosfer? patenkan?ios meteorin?s med?iagos kiekis svyruoja nuo 100 iki 10 000 ton?, did?ioji ?ios med?iagos dalis yra i? mikrometeorit?.

Kadangi meteorin? med?iaga i? dalies dega atmosferoje, jos duj? sud?tis papildyta ?vairi? chemini? element? p?dsakais. Pavyzd?iui, uoliniai meteorai ? atmosfer? ?ne?a li?io. Degiant metaliniams meteorams susidaro smulk?s sferiniai gele?ies, gele?ies-nikelio ir kiti la?eliai, kurie praeina per atmosfer? ir nus?da ant ?em?s pavir?iaus. J? galima rasti Grenlandijoje ir Antarktidoje, kur ledo sluoksniai beveik nepakit? met? metus. Okeanologai juos randa dugno vandenyno nuos?dose.

Dauguma meteor? daleli?, patenkan?i? ? atmosfer?, nus?da ma?daug per 30 dien?. Kai kurie mokslininkai mano, kad ?ios kosmin?s dulk?s vaidina svarb? vaidmen? formuojant atmosferos rei?kinius, tokius kaip lietus, nes jos tarnauja kaip vandens gar? kondensacijos branduoliai. Tod?l daroma prielaida, kad krituliai statisti?kai susij? su dideliais meteor? li?timis. Ta?iau kai kurie ekspertai mano, kad kadangi bendras meteorin?s med?iagos kiekis yra daug de?im?i? kart? didesnis nei net did?iausio meteor? lietaus, bendro ?ios med?iagos kiekio poky?io, atsirandan?io d?l vieno tokio lietaus, galima nekreipti d?mesio.

Ta?iau neabejotina, kad did?iausi mikrometeoritai ir matomi meteoritai palieka ilgus jonizacijos p?dsakus auk?tuose atmosferos sluoksniuose, daugiausia jonosferoje. Tokie p?dsakai gali b?ti naudojami tolimiesiems radijo ry?iams, nes jie atspindi auk?to da?nio radijo bangas.

Meteor?, patenkan?i? ? atmosfer?, energija daugiausia, o gal ir visi?kai, sunaudojama jos ?ildymui. Tai vienas i? nedideli? atmosferos ?iluminio balanso komponent?.

Meteoritas yra nat?raliai susidarantis kietas k?nas, nukrit?s ? ?em?s pavir?i? i? kosmoso. Paprastai skiriami akmeniniai, akmeniniai gele?iniai ir gele?iniai meteoritai. Pastarieji daugiausia susideda i? gele?ies ir nikelio. Tarp rast? meteorit? dauguma sveria nuo keli? gram? iki keli? kilogram?. Did?iausias i? rast? Gobos gele?ies meteoritas sveria apie 60 ton? ir vis dar yra toje pa?ioje vietoje, kur buvo rastas, Piet? Afrikoje. Dauguma meteorit? yra asteroid? fragmentai, ta?iau kai kurie meteoritai gal?jo atkeliauti ? ?em? i? M?nulio ir net i? Marso.

Bolidas – labai ry?kus meteoras, kartais matomas net dien?, da?nai paliekantis d?min? p?dsak? ir lydimas garso rei?kini?; da?nai baigiasi meteorit? kritimu.

Termosfera.

Vir? mezopauz?s temperat?ros minimumo prasideda termosfera, kurioje temperat?ra i? prad?i? l?tai, o paskui v?l greitai pradeda kilti. Prie?astis yra ultravioletin?s spinduliuot?s sugertis i? Saul?s 150–300 km auk?tyje d?l atominio deguonies jonizacijos: O + hv® O + + e.

Termosferoje temperat?ra nuolat kyla iki ma?daug 400 km auk??io, kur did?iausio saul?s aktyvumo epochos metu per dien? pasiekia 1800 K. Minimalaus Saul?s aktyvumo epochos metu ?i ribin? temperat?ra gali b?ti ma?esn? nei 1000 K. Vir? 400 km atmosfera virsta izotermine egzosfera. Kritinis lygis (egzosferos baz?) yra ma?daug 500 km auk?tyje.

Poliarin?s ?viesos ir daugyb? dirbtini? palydov? orbit?, taip pat naktiniai debesys – visi ?ie rei?kiniai vyksta mezosferoje ir termosferoje.

Poliarin?s ?viesos.

Didel?se platumose auroros stebimos magnetinio lauko trikd?i? metu. Jie gali trukti kelias minutes, bet da?nai matomi kelias valandas. Auroros labai skiriasi forma, spalva ir intensyvumu, o visa tai laikui b?gant kartais kei?iasi labai greitai. Auroros spektr? sudaro emisijos linijos ir juostos. Kai kurios naktinio dangaus emisijos yra padidintos auroros spektre, vis? pirma ?alios ir raudonos linijos l 5577 ? ir l 6300 ? deguonies. Pasitaiko, kad viena i? ?i? linij? yra daug kart? intensyvesn? u? kit?, ir tai lemia matom? pa?vaist?s spalv?: ?alia ar raudona. Magnetinio lauko trikd?ius taip pat lydi radijo ry?io sutrikimai poliariniuose regionuose. Sutrikimo prie?astis – poky?iai jonosferoje, o tai rei?kia, kad magnetini? audr? metu yra galingas jonizacijos ?altinis. Nustatyta, kad stiprios magnetin?s audros kyla tada, kai ?alia Saul?s disko centro yra didel?s saul?s d?mi? grup?s. Steb?jimai parod?, kad audros siejamos ne su pa?iomis saul?s d?m?mis, o su saul?s blyksniais, atsirandan?iais saul?s d?mi? grup?s vystymosi metu.

Auroros yra ?vairaus intensyvumo ?viesos diapazonas, kurio greiti jud?jimai stebimi didel?se platumose. Vizualin?je auroroje yra ?alios (5577?) ir raudonos (6300/6364?) atomin?s deguonies emisijos linijos bei molekulin?s N2 juostos, kurias su?adina energingos saul?s ir magnetosferos kilm?s dalel?s. ?ie i?metimai paprastai atsiranda ma?daug 100 km ir daugiau auk?tyje. Terminas „optin? aurora“ rei?kia reg?jimo auroras ir j? emisijos spektr? nuo infraraudon?j? spinduli? iki ultravioletin?s srities. Spinduliuot?s energija infraraudonojoje spektro dalyje ?ymiai vir?ija energij? matomoje srityje. Pasirod?ius pa?vaist?ms, emisijos buvo stebimos ULF diapazone (

Sunku klasifikuoti tikr?sias pa?vaist?s formas; Da?niausiai vartojami terminai:

1. Ram?s, vienodi lankai ar dry?iai. Lankas paprastai t?siasi ~1000 km geomagnetin?s lygiagret?s kryptimi (poliariniuose regionuose link Saul?s), o plotis yra nuo vieno iki keli? de?im?i? kilometr?. Juostel? yra lanko s?vokos apibendrinimas, da?niausiai ji neturi taisyklingos lanko formos, o lenkiasi raid?s S arba spirali? pavidalu. Lankai ir juostel?s yra 100–150 km auk?tyje.

2. Auroros spinduliai . ?is terminas rei?kia auroralin? strukt?r?, pailg?jusi? i?ilgai magnetinio lauko linij?, kurios vertikalus plotis yra nuo keli? de?im?i? iki keli? ?imt? kilometr?. Horizontalus spinduli? plotis yra nedidelis, nuo keli? de?im?i? metr? iki keli? kilometr?. Spinduliai da?niausiai stebimi lankais arba kaip atskiros strukt?ros.

3. D?m?s ar pavir?iai . Tai izoliuotos ?vyt?jimo sritys, kurios neturi konkre?ios formos. Atskiros d?m?s gali b?ti sujungtos viena su kita.

4. ?ydas. Ne?prasta auroros forma, kuri yra vienodas ?vyt?jimas, apimantis didelius dangaus plotus.

Pagal sandar? pa?vaist?s skirstomos ? vienar??es, tu??iavidures ir ?vytin?ias. Vartojami ?vair?s terminai; pulsuojantis lankas, pulsuojantis pavir?ius, difuzinis pavir?ius, ?vytinti juostel?, draperija ir kt. Yra auror? klasifikacija pagal j? spalv?. Pagal ?i? klasifikacij?, auroros tipo A. Vir?utin? dalis arba visa dalis yra raudonos spalvos (6300–6364 ?). Paprastai jie atsiranda 300–400 km auk?tyje su dideliu geomagnetiniu aktyvumu.

Auroros tipas IN apatin?je dalyje nuspalvinta raudona spalva ir susijusi su pirmosios teigiamos sistemos N 2 ir pirmosios neigiamos sistemos O 2 juost? ?vyt?jimu. Tokios auroros formos atsiranda aktyviausiose pa?vaist?s faz?se.

Zonos poliarin?s ?viesos – Steb?toj? teigimu, fiksuotame ?em?s pavir?iaus ta?ke, tai did?iausio nakties pa?vaist?s da?nio zonos. Zonos yra 67° ?iaur?s ir piet? platumos, o j? plotis yra apie 6°. Did?iausias pa?vaist?s, atitinkan?ios tam tikr? geomagnetinio vietinio laiko moment?, pasitaiko ovalo formos juostose (ovalin?se aurorose), kurios i?sid?s?iusios asimetri?kai aplink ?iaurin? ir pietin? geomagnetin? polius. Auroros ovalas yra fiksuotas platumos – laiko koordinat?mis, o auroros zona – geometrinis ovalo vidurnak?io srities ta?k? lokusas platumos – ilgumos koordinat?se. Ovali juosta yra ma?daug 23° nuo geomagnetinio poliaus naktiniame sektoriuje ir 15° dieniniame sektoriuje.

Auroros ovalios ir auroros zonos. Auroros ovalo vieta priklauso nuo geomagnetinio aktyvumo. Esant dideliam geomagnetiniam aktyvumui, ovalas tampa platesnis. Auroralin?s zonos arba auroralin?s ovalios ribos geriau vaizduojamos L 6.4 nei dipolio koordinat?mis. Geomagnetinio lauko linijos ties auroros ovalo dienos sektoriaus riba sutampa su magnetopauz?. Auroros ovalo pad?ties pokytis stebimas priklausomai nuo kampo tarp geomagnetin?s a?ies ir ?em?s-Saul?s krypties. Auroralinis ovalas taip pat nustatomas pagal duomenis apie tam tikros energijos daleli? (elektron? ir proton?) nusodinim?. Jo pad?tis gali b?ti nustatyta nepriklausomai pagal duomenis Kaspachas dienos pus?je ir magnetosferos uodegoje.

Kasdienis pa?vaist?s da?nio svyravimai auroros zonoje yra did?iausi geomagnetin? vidurnakt?, o ma?iausi – geomagnetin? vidurdien?. Beveik pusiaujo ovalo pus?je pa?vaist?s atsiradimo da?nis smarkiai suma??ja, ta?iau kasdieni? svyravim? forma i?lieka. Poliarin?je ovalo pus?je pa?vaist?s da?nis palaipsniui ma??ja ir jam b?dingi sud?tingi paros poky?iai.

Auroros intensyvumas.

Auroros intensyvumas nustatomas matuojant tariam?j? pavir?iaus ry?kum?. ?viesumo pavir?ius a? Aurora tam tikra kryptimi nustatoma pagal bendr? 4p emisij? a? fotonas/(cm 2 s). Kadangi ?i reik?m? n?ra tikrasis pavir?iaus ry?kumas, o atspindi stulpelio emisij?, tiriant pa?vaist? da?niausiai naudojamas vienetas fotonas/(cm 2 stulpelis s). ?prastas bendros emisijos matavimo vienetas yra Rayleigh (Rl), lygus 10 6 foton?/(cm 2 stulpelio s). Prakti?kesni auroralinio intensyvumo vienetai nustatomi pagal atskiros linijos ar juostos emisijas. Pavyzd?iui, pa?vaist?s intensyvum? lemia tarptautiniai ?viesumo koeficientai (IBR). pagal ?alios linijos intensyvum? (5577 ?); 1 kRl = I MKY, 10 kRl = II MKY, 100 kRl = III MKY, 1000 kRl = IV MKY (did?iausias auroros intensyvumas). ?i klasifikacija negali b?ti naudojama raudonoms aurorai. Vienas i? eros (1957–1958 m.) atradim? buvo ovalo formos, pasislinkusio magnetinio poliaus at?vilgiu, erdv?s ir laiko pasiskirstymas. I? paprast? id?j? apie ?iedin? auroros pasiskirstymo form? magnetinio poliaus at?vilgiu kilo Per?jimas prie ?iuolaikin?s magnetosferos fizikos baigtas. Atradimo garb? atitenka O. Choro?evai, o auroralinio ovalo id?j? intensyvi? pl?tr? vykd? G. Starkovas, Y. Feld?teinas, S. I. Akasofu ir nema?ai kit? tyrin?toj?. Auroralinis ovalas yra intensyviausios saul?s v?jo ?takos vir?utinei ?em?s atmosferai sritis. Auroros intensyvumas did?iausias ovale, o jos dinamika nuolat stebima naudojant palydovus.

Stabil?s auroraliniai raudoni lankai.

Pastovus auroralinis raudonas lankas, kitaip vadinamas vidutin?s platumos raudonuoju lanku arba M lankas, yra subvizinis (?emiau akies jautrumo ribos) platus lankas, besit?siantis i? ryt? ? vakarus t?kstan?ius kilometr? ir galb?t apjuosiantis vis? ?em?. Lanko platumos ilgis yra 600 km. Stabilaus auroralinio raudonojo lanko spinduliavimas yra beveik vienspalvis raudonose linijose l 6300 ? ir l 6364 ?. Neseniai taip pat buvo prane?ta apie silpnas emisijos linijas l 5577 ? (OI) ir l 4278 ? (N+2). Ilgalaikiai raudoni lankai priskiriami aurorams, ta?iau jie atsiranda daug didesniame auk?tyje. Apatin? riba yra 300 km auk?tyje, vir?utin? - apie 700 km. Ramaus auroralinio raudonojo lanko intensyvumas l 6300 ? emisijoje svyruoja nuo 1 iki 10 kRl (tipin? vert? 6 kRl). Akies jautrumo slenkstis prie ?io bangos ilgio yra apie 10 kRl, tod?l lankai vizualiai stebimi retai. Ta?iau steb?jimai parod?, kad j? ry?kumas yra > 50 kRL 10 % nakt?. ?prasta lank? gyvenimo trukm? yra apie vien? dien?, o v?lesn?mis dienomis jie atsiranda retai. Radijo bangos i? palydov? arba radijo ?altini?, kertan?i? nuolatinius raudonus auroralinius lankus, yra veikiamos scintiliacijos, o tai rodo elektron? tankio nehomogeni?kum?. Teorinis raudon?j? lank? paai?kinimas yra tas, kad ?ildomi regiono elektronai F Jonosfera sukelia deguonies atom? padid?jim?. Palydoviniai steb?jimai rodo elektron? temperat?ros padid?jim? i?ilgai geomagnetinio lauko linij?, kurios kerta nuolatinius raudonus auroralinius lankus. ?i? lank? intensyvumas teigiamai koreliuoja su geomagnetiniu aktyvumu (audr?), o lank? atsiradimo da?nis teigiamai koreliuoja su saul?s d?mi? aktyvumu.

Kei?iasi aurora.

Kai kurios auroros formos patiria beveik periodinius ir nuoseklius laikinus intensyvumo poky?ius. ?ios ma?daug stacionarios geometrijos ir spar?iai periodi?kai besikei?ian?ios faz?s auroros vadinamos kintan?iomis auroromis. Jie priskiriami aurorams form? R pagal Tarptautin? pa?vaist?s atlas? I?samesnis besikei?ian?i? pa?vaist?s poskyris:

R 1 (pulsuojanti pa?vaist?) yra ?vyt?jimas, kurio ry?kumas tolygiai kei?iasi visoje auroros formoje. Pagal apibr??im? idealioje pulsuojan?ioje auroroje galima atskirti erdvin? ir laikin?j? pulsacijos dalis, t.y. ry?kum? a?(r,t)= a? s(r)· A? T(t). Tipi?koje aurora R 1 pulsavimas atsiranda da?niu nuo 0,01 iki 10 Hz ma?o intensyvumo (1-2 kRl). Dauguma auror? R 1 – tai d?m?s arba lankai, kurie pulsuoja kelet? sekund?i?.

R 2 (ugnin? aurora). ?is terminas paprastai vartojamas kalbant apie judesius, tokius kaip liepsnos, u?pildan?ios dang?, o ne apib?dinti atskir? form?. Auroros yra lank? formos ir paprastai juda auk?tyn i? 100 km auk??io. ?ios pa?vaist?s yra gana retos ir da?niau pasitaiko u? auroros rib?.

R 3 (blizganti aurora). Tai auroros, kuri? ry?kumas greitai, nereguliariai ar reguliariai kinta, tod?l susidaro ?sp?dis, kad danguje mirga liepsnos. Jie pasirodo prie? pat aurorai suirstant. Paprastai stebimas variacijos da?nis R 3 yra lygus 10 ± 3 Hz.

Srautin?s pa?vaist?s terminas, vartojamas kitai pulsuojan?i? pa?vais?i? klasei, rei?kia netaisyklingus ry?kumo svyravimus, greitai judan?ius horizontaliai auroraliniuose lankuose ir juostel?mis.

Kintanti aurora yra vienas i? saul?s ir ?em?s rei?kini?, lydin?i? geomagnetinio lauko pulsacijas ir auroralin? rentgeno spinduliuot?, kuri? sukelia saul?s ir magnetosferin?s kilm?s daleli? krituliai.

Poliarinio dangtelio ?vyt?jimas pasi?ymi dideliu pirmosios neigiamos sistemos N + 2 juostos intensyvumu (l 3914 ?). Paprastai ?ios N + 2 juostos yra penkis kartus intensyvesn?s nei ?alia linija OI l 5577 ?; absoliutus poliarinio gaubtelio ?vyt?jimo intensyvumas svyruoja nuo 0,1 iki 10 kRl (paprastai 1–3 kRl). Per ?ias auroras, atsirandan?ias PCA laikotarpiais, vienodas ?vyt?jimas dengia vis? poliarin? dangtel? iki 60° geomagnetin?s platumos 30–80 km auk?tyje. J? daugiausia generuoja saul?s protonai ir d-dalel?s, kuri? energija yra 10–100 MeV, tokiuose auk??iuose sukuriant maksimali? jonizacij?. Auroros zonose yra ir kitokio tipo ?vyt?jimas, vadinamas mantijos aurora. ?io tipo pa?vaist?s ?vyt?jimo dienos did?iausias intensyvumas ryte yra 1–10 kRL, o minimalus – penkis kartus silpnesnis. Mantijos pa?vaist?s stebimos retai, j? intensyvumas priklauso nuo geomagnetinio ir saul?s aktyvumo.

Atmosferos ?vyt?jimas apibr??iamas kaip planetos atmosferos sukuriama ir skleid?iama spinduliuot?. Tai ne ?ilumin? atmosferos spinduliuot?, i?skyrus pa?vaist?, ?aibo i?lyd?ius ir meteor? p?dsakus. ?is terminas vartojamas kalbant apie ?em?s atmosfer? (naktinis ?vyt?jimas, prieblandos ?vyt?jimas ir dienos ?vyt?jimas). Atmosferos ?vyt?jimas sudaro tik dal? atmosferoje esan?ios ?viesos. Kiti ?altiniai yra ?vaig?d?i? ?viesa, zodiako ?viesa ir dienos i?sklaidyta saul?s ?viesa. Kartais atmosferos ?vyt?jimas gali sudaryti iki 40% viso ?viesos kiekio. Atmosferos ?vyt?jimas atsiranda ?vairaus auk??io ir storio atmosferos sluoksniuose. Atmosferos ?vyt?jimo spektras apima bang? ilgius nuo 1000 ? iki 22,5 mikron?. Pagrindin? atmosferos ?vyt?jimo emisijos linija yra l 5577 ?, atsirandanti 90–100 km auk?tyje 30–40 km storio sluoksniu. Liuminescencija atsiranda d?l Chapman mechanizmo, pagr?sto deguonies atom? rekombinacija. Kitos emisijos linijos yra l 6300 ?, atsirandan?ios disociatyvios O + 2 rekombinacijos ir emisijos NI l 5198/5201 ? ir NI l 5890/5896 ? atveju.

Oro ?vyt?jimo intensyvumas matuojamas Rayleigh. Ry?kumas (Rayleigh) yra lygus 4 rv, kur b yra spinduliuojan?io sluoksnio kampinis pavir?iaus ry?kumas 10 6 foton?/(cm 2 ster·s) vienetais. ?vyt?jimo intensyvumas priklauso nuo platumos (skirtingas ?vairioms emisijoms) ir taip pat kinta vis? dien?, o did?iausias b?na arti vidurnak?io. Pasteb?ta teigiama koreliacija oro ?vyt?jimui l 5577 ? emisijoje su saul?s d?mi? skai?iumi ir saul?s spinduliuot?s srautu, kai bangos ilgis 10,7 cm. Oro ?vyt?jimas stebimas atliekant palydovinius eksperimentus. I? kosmoso jis atrodo kaip ?viesos ?iedas aplink ?em? ir yra ?alsvos spalvos.

Ozonosfera.

20–25 km auk?tyje pasiekiama maksimali ne?ymaus ozono O 3 kiekio koncentracija (iki 2x10 –7 deguonies kiekio!), kuri susidaro veikiant saul?s ultravioletinei spinduliuotei ma?daug 10 laipsni? auk?tyje. iki 50 km, apsaugodamas planet? nuo jonizuojan?ios saul?s spinduliuot?s. Nepaisant itin ma?o ozono molekuli? skai?iaus, jos saugo vis? gyvyb? ?em?je nuo ?alingo trump?j? bang? (ultravioletin?s ir rentgeno) saul?s spinduliuot?s poveikio. Jei visas molekules nusodinsite ? atmosferos pagrind?, gausite ne daugiau kaip 3–4 mm storio sluoksn?! Auk?tyje vir? 100 km did?ja lengv?j? duj? dalis, o labai dideliame auk?tyje vyrauja helis ir vandenilis; daugelis molekuli? disocijuoja ? atskirus atomus, kurie, jonizuoti veikiami kietos Saul?s spinduliuot?s, sudaro jonosfer?. Oro sl?gis ir tankis ?em?s atmosferoje ma??ja did?jant auk??iui. Pagal temperat?ros pasiskirstym? ?em?s atmosfera skirstoma ? troposfer?, stratosfer?, mezosfer?, termosfer? ir egzosfer?. .

20–25 km auk?tyje yra ozono sluoksnis. Ozonas susidaro skylant deguonies molekul?ms, kai sugeria ultravioletin? spinduliuot? i? Saul?s, kurios bangos ilgis yra ma?esnis nei 0,1–0,2 mikrono. Laisvas deguonis jungiasi su O 2 molekul?mis ir sudaro ozon? O 3, kuris god?iai sugeria vis? trumpesn? nei 0,29 mikrono ultravioletin? spinduliuot?. O3 ozono molekul?s lengvai sunaikinamos trump?j? bang? spinduliuote. Tod?l, nepaisant ret?jimo, ozono sluoksnis efektyviai sugeria ultravioletin? spinduliuot? i? Saul?s, kuri pra?jo per auk?tesnius ir skaidresnius atmosferos sluoksnius. D?l ?ios prie?asties gyvi organizmai ?em?je yra apsaugoti nuo ?alingo saul?s ultravioletini? spinduli? poveikio.

Jonosfera.

Saul?s spinduliuot? jonizuoja atmosferos atomus ir molekules. Jonizacijos laipsnis tampa reik?mingas jau 60 kilometr? auk?tyje ir nuolat did?ja tolstant nuo ?em?s. Skirtinguose atmosferos auk??iuose vyksta nuosekl?s ?vairi? molekuli? disociacijos ir v?liau ?vairi? atom? bei jon? jonizacijos procesai. Tai daugiausia deguonies O 2, azoto N 2 molekul?s ir j? atomai. Atsi?velgiant ? ?i? proces? intensyvum?, ?vair?s atmosferos sluoksniai, esantys auk??iau 60 kilometr?, vadinami jonosferos sluoksniais. , o j? visuma yra jonosfera . Apatinis sluoksnis, kurio jonizacija yra nereik?minga, vadinamas neutrosfera.

Did?iausia ?kraut? daleli? koncentracija jonosferoje pasiekiama 300–400 km auk?tyje.

Jonosferos tyrimo istorija.

Hipotez? apie laid?io sluoksnio egzistavim? vir?utiniuose atmosferos sluoksniuose 1878 metais i?k?l? angl? mokslininkas Stiuartas, nor?damas paai?kinti geomagnetinio lauko ypatybes. Tada 1902 m., nepriklausomai vienas nuo kito, Kennedy JAV ir Heaviside Anglijoje nurod?, kad norint paai?kinti radijo bang? sklidim? dideliais atstumais, reikia manyti, kad auk?tuose atmosferos sluoksniuose egzistuoja didelio laidumo regionai. 1923 metais akademikas M.V.?uleikinas, ?vertin?s ?vairaus da?nio radijo bang? sklidimo ypatybes, pri?jo i?vados, kad jonosferoje yra bent du atspindintys sluoksniai. Tada 1925 m. angl? mokslininkai Appletonas ir Barnettas, taip pat Breitas ir Tuve pirm? kart? eksperimenti?kai ?rod? radijo bangas atspindin?i? region? egzistavim? ir pad?jo pagrind? j? sistemingam tyrimui. Nuo to laiko buvo sistemingai tiriamos ?i? sluoksni?, paprastai vadinam? jonosfera, savybi?, kurios atlieka svarb? vaidmen? daugelyje geofizini? rei?kini?, lemian?i? radijo bang? atspind? ir sugert?, o tai labai svarbu praktikoje. ypa? patikimam radijo ry?iui u?tikrinti.

1930-aisiais prad?ti sistemingai steb?ti jonosferos b?kl?. M?s? ?alyje M.A.Bonch-Bruevich iniciatyva buvo sukurtos instaliacijos jo impuls? zondavimui. I?tirta daug bendr?j? jonosferos savybi?, pagrindini? jos sluoksni? auk??i? ir elektron? koncentracijos.

60–70 km auk?tyje stebimas D sluoksnis, 100–120 km auk?tyje – sluoksnis E, auk?tyje, 180–300 km auk?tyje dvigubo sluoksnio F 1 ir F 2. Pagrindiniai ?i? sluoksni? parametrai pateikti 4 lentel?je.

4 lentel?.

4 lentel?.
Jonosferos sritis	Maksimalus auk?tis, km	T i , K	Diena		Naktis n e , cm – 3	a`, rm 3 s – 1
			min n e , cm – 3	Maks n e , cm – 3
D	70	20	100	200	10	10 –6
E	110	270	1,5 10 5	3 · 10 5	3000	10 –7
F 1	180	800–1500	3 · 10 5	5 10 5	–	3 · 10 –8
F 2 (?iema)	220–280	1000–2000	6 10 5	25 10 5	~10 5	2·10 –10
F 2 (vasara)	250–320	1000–2000	2 10 5	8 10 5	~3·10 5	10 –10
n e– elektron? koncentracija, e – elektron? kr?vis, T i– jon? temperat?ra, a` – rekombinacijos koeficientas (kuris lemia reik?m? n e ir jo poky?iai laikui b?gant)

Vidutin?s vert?s pateikiamos, nes jos skiriasi skirtingose platumose, priklausomai nuo paros laiko ir sezon?. Tokie duomenys b?tini tolimojo radijo ry?io u?tikrinimui. Jie naudojami parenkant veikimo da?nius ?vairioms trump?j? bang? radijo jungtims. Radijo ry?io patikimumui u?tikrinti itin svarbu ?inoti j? poky?ius, priklausan?ius nuo jonosferos b?kl?s skirtingu paros metu ir skirtingais met? laikais. Jonosfera yra jonizuot? ?em?s atmosferos sluoksni? rinkinys, prasidedantis ma?daug 60 km auk?tyje ir besit?siantis iki de?im?i? t?kstan?i? km auk??io. Pagrindinis ?em?s atmosferos jonizacijos ?altinis yra ultravioletin? ir rentgeno spinduliuot? i? Saul?s, kuri daugiausia b?na Saul?s chromosferoje ir vainikin?je. Be to, vir?utini? atmosferos sluoksni? jonizacijos laipsniui ?takos turi saul?s korpuso srautai, atsirandantys Saul?s ?ybsni? metu, taip pat kosminiai spinduliai ir meteor? dalel?s.

Jonosferos sluoksniai

– tai atmosferos sritys, kuriose pasiekiamos did?iausios laisv?j? elektron? koncentracijos (t.y. j? skai?ius t?rio vienete). Elektra ?krauti laisvieji elektronai ir (ma?esniu mastu ma?iau judantys jonai), atsirandantys d?l atmosferos duj? atom? jonizacijos, s?veikaujantys su radijo bangomis (t. y. elektromagnetiniais virpesiais), gali keisti savo krypt?, juos atspind?dami arba lau?ydami, ir sugerti j? energij?. . D?l to, priimant tolimas radijo stotis, gali atsirasti ?vairi? efekt?, pavyzd?iui, radijo ry?io i?blukimas, padid?j?s nuotolini? sto?i? girdimumas, u?temimai ir taip toliau. rei?kinius.

Tyrimo metodai.

Klasikiniai jonosferos tyrimo metodai i? ?em?s susiveda ? impulsin? zondavim? – radijo impuls? siuntim? ir j? atspind?i? steb?jim? i? ?vairi? jonosferos sluoksni?, v?lavimo laiko matavim? ir atsispind?jusi? signal? intensyvumo bei formos tyrim?. Matuojant ?vairi? da?ni? radijo impuls? atspind?io auk??ius, nustatant ?vairi? sri?i? kritinius da?nius (kritinis da?nis – radijo impulso ne?iklio da?nis, kuriam tam tikra jonosferos sritis tampa skaidri), galima nustatyti. elektron? koncentracijos sluoksniuose reik?m? ir efektyvius auk??ius duotiems da?niams bei parinkti optimalius da?nius duotiems radijo takams. Tobul?jant raket? technologijoms ir at?jus dirbtini? ?em?s palydov? (AES) ir kit? erdv?laivi? kosminiam am?iui, atsirado galimyb? tiesiogiai i?matuoti artimos ?em?s kosmin?s plazmos, kurios apatin? dalis yra jonosfera, parametrus.

Elektron? koncentracijos matavimai, atlikti specialiai paleid?iamose raketose ir i?ilgai palydovo skryd?io trajektorij?, patvirtino ir patikslino anks?iau ant?eminiais metodais gautus duomenis apie jonosferos sandar?, elektron? koncentracijos pasiskirstym? pagal auk?t? vir? ?vairi? ?em?s region? ir leido gauti elektron? koncentracijos vertes, vir?ijan?ias pagrindin? maksimum? - sluoksn? F. Anks?iau to nebuvo ?manoma padaryti naudojant zondavimo metodus, pagr?stus atspind?t? trump?j? bang? radijo impuls? steb?jimais. Nustatyta, kad kai kuriose ?em?s rutulio vietose yra gana stabilios sritys su suma?inta elektron? koncentracija, reguliar?s „jonosferos v?jai“, jonosferoje atsiranda savoti?ki bang? procesai, kurie ne?a vietinius jonosferos trikd?ius t?kstan?ius kilometr? nuo j? su?adinimo vietos, ir daug daugiau. Suk?rus ypa? jautrius pri?mimo ?renginius, jonosferos impuls? zondavimo stotyse buvo galima priimti i? dalies atspind?tus impulsinius signalus i? ?emiausi? jonosferos sri?i? (dalinio atspind?io sto?i?). Galing? impulsini? ?rengini? naudojimas skaitiklio ir decimetro bangos ilgio diapazonuose, naudojant antenas, leid?ian?ias pasiekti didel? skleid?iamos energijos koncentracij?, leido steb?ti signalus, kuriuos jonosfera i?sklaido ?vairiuose auk??iuose. ?i? jonosferos plazmos elektron? ir jon? nenuosekliai i?sklaidyt? signal? spektr? ypatybi? tyrimas (tam buvo naudojamos nenuoseklios radijo bang? sklaidos stotys) leido nustatyti elektron? ir jon? koncentracij?, j? ekvivalent?. temperat?ra ?vairiuose auk??iuose iki keli? t?kstan?i? kilometr? auk??io. Paai?k?jo, kad jonosfera yra gana skaidri pagal naudojamus da?nius.

Elektros kr?vi? koncentracija (elektron? koncentracija lygi jon? koncentracijai) ?em?s jonosferoje 300 km auk?tyje per dien? yra apie 10 6 cm –3. Tokio tankio plazma atspindi ilgesnes nei 20 m radijo bangas, o perduoda trumpesnes.

Tipi?kas vertikalus elektron? koncentracijos pasiskirstymas jonosferoje dienos ir nakties s?lygomis.

Radijo bang? plitimas jonosferoje.

Stabilus tolimojo transliavimo sto?i? pri?mimas priklauso nuo naudojam? da?ni?, taip pat nuo paros laiko, sezono ir, be to, nuo saul?s aktyvumo. Saul?s aktyvumas daro didel? ?tak? jonosferos b?klei. Ant?emin?s stoties skleid?iamos radijo bangos sklinda tiesia linija, kaip ir vis? tip? elektromagnetin?s bangos. Ta?iau reikia atsi?velgti ? tai, kad ir ?em?s pavir?ius, ir jonizuoti jos atmosferos sluoksniai tarnauja kaip did?iulio kondensatoriaus plok?t?s, veikian?ios jas kaip veidrod?i? poveikis ?viesai. Atsispind?damos nuo j? radijo bangos gali nukeliauti daugyb? t?kstan?i? kilometr?, aplink ?em?s rutul? did?iuliais ?imt? ir t?kstan?i? kilometr? ?uoliais, pakaitomis atsispind?damos nuo jonizuot? duj? sluoksnio ir nuo ?em?s ar vandens pavir?iaus.

Pra?jusio am?iaus 20-ajame de?imtmetyje buvo manoma, kad trumpesn?s nei 200 m radijo bangos d?l stiprios sugerties da?niausiai netinka tolimojo susisiekimo ry?iui. Pirmuosius trump?j? bang? pri?mimo tolimojo nuotolio eksperimentus per Atlant? tarp Europos ir Amerikos atliko angl? fizikas Oliveris Heaviside'as ir amerikie?i? elektros in?inierius Arthuras Kennelly. Nepriklausomai vienas nuo kito jie teig?, kad ka?kur aplink ?em? yra jonizuotas atmosferos sluoksnis, galintis atspind?ti radijo bangas. Jis buvo vadinamas Heaviside-Kennelly sluoksniu, o v?liau jonosfera.

Pagal ?iuolaikines koncepcijas jonosfer? sudaro neigiamai ?krauti laisvieji elektronai ir teigiamai ?krauti jonai, daugiausia molekulinio deguonies O + ir azoto oksido NO +. Jonai ir elektronai susidaro d?l molekuli? disociacijos ir neutrali? duj? atom? jonizacijos saul?s rentgeno spinduliais ir ultravioletiniais spinduliais. Norint jonizuoti atom?, b?tina jam perduoti jonizacijos energij?, kurios pagrindinis ?altinis jonosferai yra ultravioletin?, rentgeno ir korpuskulin? Saul?s spinduliuot?.

Kol dujinis ?em?s apvalkalas yra ap?viestas Saul?s, jame nuolat susidaro vis daugiau elektron?, ta?iau tuo pa?iu metu dalis elektron?, susid?r? su jonais, rekombinuojasi, v?l sudarydami neutralias daleles. Po saul?lyd?io nauj? elektron? formavimasis beveik sustoja, o laisv?j? elektron? skai?ius pradeda ma??ti. Kuo daugiau laisv?j? elektron? yra jonosferoje, tuo geriau nuo jos atsispindi auk?to da?nio bangos. Suma??jus elektron? koncentracijai, radijo bang? prasiskverbimas ?manomas tik ?em? da?ni? diapazonuose. ?tai kod?l nakt?, kaip taisykl?, galima priimti nutolusias stotis tik 75, 49, 41 ir 31 m diapazone.Jonosferoje elektronai pasiskirsto netolygiai. 50–400 km auk?tyje yra keli padidintos elektron? koncentracijos sluoksniai arba regionai. ?ios sritys skland?iai pereina viena ? kit? ir turi skirting? poveik? HF radijo bang? sklidimui. Vir?utinis jonosferos sluoksnis ?ymimas raide F. ?ia did?iausias jonizacijos laipsnis (?kraut? daleli? dalis yra apie 10–4). Jis yra daugiau nei 150 km auk?tyje vir? ?em?s pavir?iaus ir atlieka pagrindin? atspindint? vaidmen? sklindant dideliais atstumais auk?to da?nio radijo bangomis. Vasaros m?nesiais regionas F skyla ? du sluoksnius - F 1 ir F 2. Sluoksnis F1 gali u?imti auk?t? nuo 200 iki 250 km, o sluoksnis F 2 atrodo, kad „plaukia“ 300–400 km auk??io diapazone. Paprastai sluoksnis F 2 yra jonizuotas daug stipriau nei sluoksnis F 1 . Naktinis sluoksnis F 1 i?nyksta ir sluoksnis F 2 i?lieka, l?tai prarandant iki 60% savo jonizacijos laipsnio. Po sluoksniu F 90–150 km auk?tyje yra sluoksnis E kurios jonizacija vyksta veikiant mink?tajai saul?s rentgeno spinduliuotei. E sluoksnio jonizacijos laipsnis yra ma?esnis nei sluoksnio F, dienos metu sto?i? pri?mimas ?emo da?nio HF diapazonuose nuo 31 iki 25 m atsiranda, kai signalai atsispindi i? sluoksnio E. Paprastai tai stotys, esan?ios 1000–1500 km atstumu. Nakt? sluoksnyje E Jonizacija smarkiai suma??ja, ta?iau net ir ?iuo metu ji ir toliau vaidina svarb? vaidmen? priimant signalus i? sto?i? 41, 49 ir 75 m diapazone.

Didelio susidom?jimo priimant 16, 13 ir 11 m auk?to da?nio HF diapazono signalus yra tie, kurie kyla ?ioje srityje. E labai padidintos jonizacijos sluoksniai (debesys). ?i? debes? plotas gali svyruoti nuo keli? iki ?imt? kvadratini? kilometr?. ?is padidintos jonizacijos sluoksnis vadinamas sporadiniu sluoksniu E ir yra paskirtas Es. Es debesys gali jud?ti jonosferoje veikiami v?jo ir pasiekti greit? iki 250 km/h. Vasar? vidutin?se platumose dienos metu radijo bang? kilm? d?l Es debes? b?na 15–20 dien? per m?nes?. Prie pusiaujo jis beveik visada yra, o didel?se platumose da?niausiai pasirodo nakt?. Kartais per ma?o saul?s aktyvumo metus, kai n?ra perdavimo auk?to da?nio HF juostose, 16, 13 ir 11 m juostose staiga atsiranda tolimosios stotys su geru garsu, kuri? signalai daug kart? atsispindi i? Es.

?emiausia jonosferos sritis yra sritis D esan?ios 50–90 km auk?tyje. ?ia yra palyginti ma?ai laisv? elektron?. I? srities D Ilgos ir vidutin?s bangos yra gerai atspindimos, o ?emo da?nio HF sto?i? signalai yra stipriai sugeriami. Po saul?lyd?io jonizacija labai greitai i?nyksta ir atsiranda galimyb? priimti tolimas stotis 41, 49 ir 75 m diapazone, kuri? signalai atsispindi nuo sluoksni?. F 2 ir E. Atskiri jonosferos sluoksniai vaidina svarb? vaidmen? skleid?iant HF radijo signalus. Poveikis radijo bangoms atsiranda daugiausia d?l to, kad jonosferoje yra laisv?j? elektron?, nors radijo bang? sklidimo mechanizmas yra susij?s su dideli? jon? buvimu. Pastarieji taip pat domina tiriant atmosferos chemines savybes, nes jie yra aktyvesni u? neutralius atomus ir molekules. Chemin?s reakcijos, vykstan?ios jonosferoje, vaidina svarb? vaidmen? jos energijos ir elektros balanse.

Normali jonosfera. Steb?jimai, atlikti naudojant geofizines raketas ir palydovus, suteik? daug naujos informacijos, rodan?ios, kad atmosferos jonizacija vyksta veikiant ?vairiai saul?s spinduliuotei. Pagrindin? jo dalis (daugiau nei 90%) yra sutelkta matomoje spektro dalyje. Ultravioletin? spinduliuot?, kurios bangos ilgis yra trumpesnis ir energija didesn? nei violetin?s ?viesos spinduliai, saul?s vidin?je atmosferoje (chromosferoje) skleid?ia vandenilis, o rentgeno spindulius, kuri? energija dar didesn?, skleid?ia dujos i?oriniame Saul?s apvalkale. (korona).

Normali (vidutin?) jonosferos b?kl? yra d?l nuolatin?s galingos spinduliuot?s. ?prastoje jonosferoje vyksta reguliar?s poky?iai d?l kasdieninio ?em?s sukimosi ir sezonini? saul?s spinduli? kritimo kampo skirtum? vidurdien?, ta?iau pasitaiko ir nenusp?jam? bei staigi? jonosferos b?kl?s poky?i?.

Sutrikimai jonosferoje.

Kaip ?inoma, Saul?je vyksta galingos cikli?kai pasikartojan?ios veiklos aprai?kos, kurios maksimum? pasiekia kas 11 met?. Steb?jimai pagal Tarptautini? geofizini? met? (IGY) program? sutapo su did?iausio Saul?s aktyvumo laikotarpiu per vis? sistemini? meteorologini? steb?jim? laikotarp?, t.y. nuo XVIII am?iaus prad?ios. Didelio aktyvumo laikotarpiais kai kuri? Saul?s sri?i? ?viesumas padid?ja kelis kartus, o ultravioletini? ir rentgeno spinduli? galia smarkiai padid?ja. Tokie rei?kiniai vadinami saul?s blyksniais. Jie trunka nuo keli? minu?i? iki vienos iki dviej? valand?. Blyksnio metu i?siver?ia saul?s plazma (daugiausia protonai ir elektronai), o elementariosios dalel?s ver?iasi ? kosmos?. Elektromagnetin? ir korpuskulin? Saul?s spinduliuot? toki? blyksni? metu stipriai veikia ?em?s atmosfer?.

Pradin? reakcija stebima pra?jus 8 minut?ms po pli?psnio, kai ?em? pasiekia intensyvi ultravioletin? ir rentgeno spinduliuot?. D?l to jonizacija smarkiai padid?ja; Rentgeno spinduliai prasiskverbia pro atmosfer? iki apatin?s jonosferos ribos; elektron? skai?ius ?iuose sluoksniuose padid?ja tiek, kad radijo signalai beveik visi?kai sugeriami („u?g?sta“). D?l papildomos spinduliuot?s sugerties dujos ?kaista, o tai prisideda prie v?jo vystymosi. Jonizuotos dujos yra elektros laidininkas, o judant ?em?s magnetiniame lauke atsiranda dinamo efektas ir susidaro elektros srov?. Tokios srov?s savo ruo?tu gali sukelti pastebimus magnetinio lauko trikd?ius ir pasireik?ti magnetini? audr? pavidalu.

Vir?utini? atmosferos sluoksni? strukt?r? ir dinamik? reik?mingai lemia nepusiausvyros procesai termodinamine prasme, susij? su jonizacija ir disociacija saul?s spinduliuote, cheminiai procesai, molekuli? ir atom? su?adinimas, j? dezaktyvacija, susid?rimai ir kiti elementar?s procesai. ?iuo atveju nepusiausvyros laipsnis did?ja did?jant auk??iui, ma??jant tankiui. Iki 500–1000 km auk??io, o da?nai ir daugiau, daugelio vir?utini? atmosferos sluoksni? charakteristik? nepusiausvyros laipsnis yra gana ma?as, tod?l jai apib?dinti galima naudoti klasikin? ir hidromagnetin? hidrodinamik?, atsi?velgiant ? chemines reakcijas.

Egzosfera – tai i?orinis ?em?s atmosferos sluoksnis, prasidedantis keli? ?imt? kilometr? auk?tyje, i? kurio ? kosmos? gali i?tr?kti lengvi, greitai judantys vandenilio atomai.

Edvardas Kononovi?ius

Literat?ra:

Pudovkinas M.I. Saul?s fizikos pagrindai. Sankt Peterburgas, 2001 m
Eris Chaisson, Steve'as McMillanas Astronomija ?iandien. Prentice-Hall, Inc. Auk?tutin? Saddle up?, 2002 m
Med?iaga internete: http://ciencia.nasa.gov/

?em?s atmosfera yra dujinis m?s? planetos apvalkalas. Jo apatin? riba eina ?em?s plutos ir hidrosferos lygyje, o vir?utin? – ? ?em?s artim? kosmoso srit?. Atmosferoje yra apie 78% azoto, 20% deguonies, iki 1% argono, anglies dioksido, vandenilio, helio, neono ir kai kuri? kit? duj?.

?iam ?em?s apvalkalui b?dingas ai?kiai apibr??tas sluoksniavimasis. Atmosferos sluoksnius lemia vertikalus temperat?ros pasiskirstymas ir skirtingas duj? tankis skirtinguose lygiuose. I?skiriami ?ie ?em?s atmosferos sluoksniai: troposfera, stratosfera, mezosfera, termosfera, egzosfera. Jonosfera yra atskirta atskirai.

Iki 80% visos atmosferos mas?s sudaro troposfera – apatinis atmosferos sluoksnis. Troposfera poliarin?se zonose yra iki 8-10 km auk?tyje vir? ?em?s pavir?iaus, atogr??? zonoje - iki 16-18 km. Tarp troposferos ir vir?utinio stratosferos sluoksnio yra tropopauz? – pereinamasis sluoksnis. Troposferoje temperat?ra ma??ja did?jant auk??iui ir pana?iai did?jant auk??iui ma??ja atmosferos sl?gis. Vidutinis temperat?ros gradientas troposferoje yra 0,6°C 100 m. Temperat?r? skirtinguose ?io apvalkalo lygiuose lemia saul?s spinduliuot?s sugerties charakteristikos ir konvekcijos efektyvumas. Beveik visa ?mogaus veikla vyksta troposferoje. Auk??iausi kalnai nevir?ija troposferos, tik oro transportas gali nedideliame auk?tyje kirsti vir?utin? ?io apvalkalo rib? ir b?ti stratosferoje. Didel? dalis vandens gar? yra troposferoje, kuri yra atsakinga u? beveik vis? debes? susidarym?. Taip pat beveik visi ?em?s pavir?iuje susidar? aerozoliai (dulk?s, d?mai ir kt.) yra susitelk? troposferoje. Ribiniame apatiniame troposferos sluoksnyje ry?k?s paros temperat?ros ir oro dr?gm?s svyravimai, o v?jo greitis da?niausiai suma??ja (jis did?ja did?jant auk??iui). Troposferoje yra kintamas oro storio padalijimas ? oro mases horizontalia kryptimi, kurios skiriasi daugybe savybi?, priklausomai nuo j? susidarymo zonos ir ploto. Atmosferos frontuose – ribose tarp oro masi? – susidaro ciklonai ir anticiklonai, nulemdami orus tam tikroje vietov?je tam tikram laikotarpiui.

Stratosfera yra atmosferos sluoksnis tarp troposferos ir mezosferos. ?io sluoksnio ribos svyruoja nuo 8-16 km iki 50-55 km vir? ?em?s pavir?iaus. Stratosferoje oro duj? sud?tis yra ma?daug tokia pati kaip troposferoje. I?skirtinis bruo?as yra vandens gar? koncentracijos suma??jimas ir ozono kiekio padid?jimas. Atmosferos ozono sluoksnis, apsaugantis biosfer? nuo agresyvaus ultravioletini? spinduli? poveikio, yra 20–30 km auk?tyje. Stratosferoje temperat?ra did?ja did?jant auk??iui, o temperat?ros vertes lemia saul?s spinduliuot?, o ne konvekcija (oro masi? jud?jimas), kaip troposferoje. Oro ?ildymas stratosferoje atsiranda d?l ultravioletini? spinduli? sugerties ozonu.

Vir? stratosferos mezosfera t?siasi iki 80 km. ?iam atmosferos sluoksniui b?dinga tai, kad temperat?ra ma??ja kylant auk??iui nuo 0 ° C iki – 90 ° C. Tai ?al?iausias atmosferos regionas.

Vir? mezosferos yra termosfera iki 500 km auk??io. Nuo sienos su mezosfera iki egzosferos temperat?ra svyruoja nuo ma?daug 200 K iki 2000 K. Iki 500 km lygio oro tankis suma??ja kelis ?imtus t?kstan?i? kart?. Santykin? termosferos atmosferos komponent? sud?tis yra pana?i ? pavir?in? troposferos sluoksn?, ta?iau did?jant auk??iui daugiau deguonies tampa atominiu. Tam tikra termosferos molekuli? ir atom? dalis yra jonizuotoje b?senoje ir yra pasiskirst? keliais sluoksniais, juos vienija jonosferos samprata. Termosferos charakteristikos labai skiriasi priklausomai nuo geografin?s platumos, saul?s spinduliuot?s kiekio, met? ir paros laiko.

Vir?utinis atmosferos sluoksnis yra egzosfera. Tai yra ploniausias atmosferos sluoksnis. Egzosferoje vidutinis laisvas daleli? kelias yra toks did?iulis, kad dalel?s gali laisvai i?eiti ? tarpplanetin? erdv?. Egzosferos mas? yra viena de?imt milijon? visos atmosferos mas?s. Apatin? egzosferos riba yra 450-800 km lygis, o vir?utine riba laikoma sritis, kurioje daleli? koncentracija yra tokia pati kaip kosmin?je erdv?je – keli t?kstan?iai kilometr? nuo ?em?s pavir?iaus. Egzosfera susideda i? plazmos – jonizuot? duj?. Taip pat egzosferoje yra m?s? planetos radiacijos juostos.

Vaizdo pristatymas – ?em?s atmosferos sluoksniai:

Susijusios med?iagos: