Атмосфера

ГОЛУБОЙ ОКЕАН

 

Океан – это не только вода. Также это воздух и атмосфера на дне которой мы живем.

Облака делят с нами эту прекрасную сферу обитания, а ветер как течение уносит их все дальше и дальше с каждым поворотом ускоряясь.

В эти часы при полете самолета на малых и средних высотах сильно болтает. Даже тяжелый скоростной самолет, летящий вблизи грозовой наковальни, временами проваливается на сотни метров вниз, затем тут же подбрасывается вверх и резко кренится на бок.

Воздушный океан волнуется, взбудораженный неравномерным нагревом солнца. Волнение со дна его распространяется на всю толщину нижнего придонного слоя, называемого тропосферой. Этот слой имеет важное значение для всего живого на земле. Над полюсами он имеет толщину около 8 км, а над экватором - 16 км. Тропосфера содержит 90% всей массы атмосферы. В ней разыгрываются «сражения» между теплыми и холодными массами воздуха, в ней «создается» погода. Не будь воздушной оболочки, вся вода испарилась бы и наша планета в конце концов превратилась бы в выжженную пустыню.  Без воздуха на поверхности земли днем кипела бы вода, а ночью из-за беспрепятственной отдачи тепла в пространство температура снижалась бы до минус 100°С.

Выше тропосферы - до высоты 80 км над уровнем моря простирается слоистая оболочка – стратосфера.

На высотах 30-40км стратосфера содержит озон, который в крупных дозах очень ядовит для человека. Он образуется в результате поглощения воздухом ультрафиолетовых лучей солнца.

Следующий, третий, «этаж» атмосферы ученые называют ионосферой. Она простирается выше 80 км и называется так потому, что ультрафиолетовые лучи спектра вызывают в этом слое разрушение молекул воздуха.

Под действием электрических сил ионы могут перемещаться. Поэтому ионосфера хорошо проводит электрический ток. На 100-километровой высоте ионосфера поглощает все рентгеновские лучи солнечного спектра и этим защищает организмы от лучевой болезни, которой подвержены все живые существа при длительном облучении этими лучами. 

Воздух хорошо пропускает солнечные лучи, несущие тепло и свет на нашу планету. Поверхность земли, нагретая солнцем, отдает тепло нижнему слою воздуха. Чем ближе к земле, тем теплее воздух. С высотой температура вначале постепенно падает, в среднем на 6,5 градусов на каждый километр. 

Плотность воздуха тоже не остается постоянной. На высоте 10 км она почти в четыре раза меньше, чем на уровне моря, где давление воздуха считается нормальным. На расстоянии 20 км от Земли давление воздуха составляет 6%, а на высоте 100 км - всего 4 стотысячных процента нормального давления. Примерно так же изменяется и плотность воздуха. 

Какую же глубину имеет воздушный океан? 

Совсем недавно ученые полагали, что уже на высоте 1000 км исчезают следы воздуха. Искусственные спутники Земли сообщили другое - сильно разреженная газовая среда, способная тормозить полет летательного аппарата, простирается на высоту 2500-3000 км над уровнем земных морей. Но еще выше простирается так называемая внешняя атмосфера: ее следы обнаруживаются до высоты многих тысяч километров! 

Таким образом, воздушный океан, на дне которого кипит жизнь, самый глубокий. В отличие от водных океанов он не имеет резко очерченных границ и постепенно переходит в вакуум мирового пространства.

Атмосфера Земли похожа на океан, где вместо воды плещется воздух. Под воздействием солнечной радиации, рельефа и суточного вращения планеты в воздушном океане возникают неоднородности. Области пониженного давления называют циклонами, повышенного — антициклонами. Именно в циклонах зарождаются сильные ветры. Самые крупные из них достигают тысяч километров в диаметре и хорошо видны из космоса благодаря наполняющим их облакам. По своей сути это — вихри, где воздух движется по спирали от краев к центру, в область с низким давлением. Такие вихри, постоянно существующие в атмосфере, но рожденные именно в тропиках — в Атлантике и восточной части Тихого океана — и достигшие скорости ветра свыше 30 м/с, называют ураганами. («Ураган» — от имени индейского злого бога Хуракана). Для того чтобы воздух перемещался с такой скоростью, необходима большая разность атмосферного давления на малом расстоянии.

Сколько весит воздух?

Как и вода в океане, воздух у нас над головой тоже имеет вес. На плечи каждого из нас давит в среднем 1 т воздуха, но мы этого не ощущаем, поскольку воздух оказывает на нас давление со всех сторон. На уровне моря нормальное давление воздуха составляет приблизительно 1 кг/см2, однако чем выше, тем атмосферное давление становится меньше. Так, на уровне 3500 м оно падает уже до 700 г/см2, а на вершине Эвереста (8848 м) - до всего лишь 315 г/см2. Воздух там так разрежен, что альпинисты берут с собой запас кислорода.

Почему небо синее?

Молекулы газов, составляющих воздух, по закону Рэлея, рассеивают синие и голубые лучи. Вот почему небо синее и в этом отношении похоже на голубоватый дымок. Облака же в небе белые, потому что они состоят из мельчайших водяных капелек.Закон Рэлея проявляется не только в синем цвете неба и белизне облаков. Когда Солнце или Луна находятся вблизи горизонта, они кажутся оранжевыми, а иногда и ярко-красными. Луч Солнца или Луны, находящихся вблизи горизонта, проходит через большую толщу атмосферы, чем в полдень.Кроме того, утренние и вечерние солнечные лучи пронизывают нижние запыленные слои атмосферы. В этих слоях рассеиваются не только синие и голубые, но даже зеленые и часть желтых лучей. Только красные и оранжевые лучи беспрепятственно достигают человеческого глаза. Именно поэтому Солнце и Луна вблизи горизонта кажутся красновато-оранжевыми.

Мерцание звезд

Мерцание звезд и мерцание далеких земных огней вызвано одной причиной - неоднородностью воздуха и его движением. В воздушном океане постоянно движутся различные струйки воздуха. Одни из них толще и плотнее, другие разреженнее. Лучи света, проходя сквозь эти струйки, преломляются по-разному, а так как струйки все время движутся, то и луч непрерывно дрожит, искривляется, "мерцает". Свет от звезд, кроме того, еще разлагается на водяных капельках в атмосфере. Поэтому после дождя или перед дождем звезды не только сильно мерцают, но и переливаются всеми цветами радуги. Мерцание звезд можно наблюдать лишь со дна воздушного океана. За пределами земной атмосферы звезды светят спокойно, не мигая и не переливаясь различными цветами.

 Самое красивое

 Полярные сияния - свечение верхних, разреженных слоев атмосферы. Они вызываются взаимодействием атомов и молекул, находящихся на высотах от ста до нескольких сот    километров, с заряженными частицами больших энергий, вторгающимися в земную атмосферу из космоса. Так, Солнце непрерывно выбрасывает со своей поверхности в окружающее мировое пространство великое множество мельчайших частиц вещества (потоки корпускул), несущих электрические заряды. Многие из них проникают в верхние, разреженные слои земной атмосферы и сталкиваются с отдельными ее частицами, вызывая их свечение. Так возникают полярные сияния.Полярные сияния чаще всего возникают в высоких широтах. Объясняется это тем, что полярные сияния есть результат сложного взаимодействия заряженных частиц с магнитным полем Земли, полюсы которых расположены вблизи географических полюсов.

 Спасибо Борисенко Алёне за подготовку материала

Смотреть фотографии