Масата на земната атмосфера е. Масата на земната атмосфера

Газовата обвивка около нашата планета Земя, известна като атмосфера, се състои от пет основни слоя. Тези слоеве произхождат от повърхността на планетата, от морското равнище (понякога под) и се издигат до космическо пространствов следната последователност:

• Тропосфера;
• стратосфера;
• Мезосфера;
• Термосфера;
• Екзосфера.

Диаграма на основните слоеве на земната атмосфера

Между всеки от тези основни пет слоя са преходни зони, наречени "паузи", където се случват промени в температурата, състава и плътността на въздуха. Заедно с паузите, земната атмосфера в обща сумавключва 9 слоя.

Тропосфера: където се случва времето

От всички слоеве на атмосферата, тропосферата е тази, с която сме най-запознати (независимо дали го осъзнавате или не), тъй като живеем на нейното дъно - повърхността на планетата. Той обгръща повърхността на Земята и се простира нагоре в продължение на няколко километра. Думата тропосфера означава "промяна на земното кълбо". Много подходящо име, тъй като този слой е мястото, където се случва нашето ежедневно време.

Започвайки от повърхността на планетата, тропосферата се издига на височина от 6 до 20 km. Долната трета от слоя, най-близо до нас, съдържа 50% от всички атмосферни газове. Това е единствената част от цялата атмосфера, която диша. Поради факта, че въздухът се нагрява отдолу от земната повърхност, абсорбира Термална енергияСлънцето, с увеличаване на надморската височина температурата и налягането на тропосферата намаляват.

В горната част има тънък слой, наречен тропопауза, който е просто буфер между тропосферата и стратосферата.

Стратосферата: домът на озона

Стратосферата е следващият слой на атмосферата. Простира се от 6-20 км до 50 км над земната повърхност. Това е слоят, в който летят повечето търговски самолети и балони с горещ въздух.

Тук въздухът не тече нагоре и надолу, а се движи успоредно на повърхността в много бързи въздушни течения. Докато се изкачвате, температурата се повишава, благодарение на изобилието от страничен естествен озон (O3). слънчева радиацияи кислород, който има способността да абсорбира вредните ултравиолетови лъчина слънцето (всяко повишаване на температурата с височина в метеорологията е известно като "инверсия").

Тъй като стратосферата има по-високи температури на дъното и по-ниски температури на върха, конвекцията (вертикални движения въздушни маси) се среща рядко в тази част на атмосферата. Всъщност можете да видите буря, бушуваща в тропосферата от стратосферата, защото слоят действа като конвекционна шапка, която не позволява на буреносните облаци да проникнат.

След стратосферата отново има буферен слой, този път наречен стратопауза.

Мезосфера: средна атмосфера

Мезосферата се намира на приблизително 50-80 км от повърхността на Земята. Горната мезосфера е най-студеното естествено място на Земята, където температурите могат да паднат под -143°C.

Термосфера: горна атмосфера

След мезосферата и мезопаузата идва термосферата, която се намира между 80 и 700 km над повърхността на планетата и съдържа по-малко от 0,01% от общия въздух в атмосферната обвивка. Температурите тук достигат до +2000° C, но поради силното разреждане на въздуха и липсата на газови молекули за пренос на топлина, те високи температурисе възприемат като много студени.

Екзосфера: границата между атмосферата и космоса

На височина около 700-10 000 км над земната повърхност се намира екзосферата - външната граница на атмосферата, граничеща с космоса. Тук сателитите за времето обикалят около Земята.

Ами йоносферата?

Йоносферата не е отделен слой, но всъщност терминът се използва за обозначаване на атмосферата между 60 и 1000 km надморска височина. Тя включва най-горните части на мезосферата, цялата термосфера и част от екзосферата. Йоносферата получава името си, защото именно в тази част от атмосферата радиацията от Слънцето се йонизира, докато преминава през магнитни полетаПриземява се на и. Това явление се наблюдава от земята като Северно сияние.

Въпреки факта, че въздухът тежи хиляда (буквално около 1000) пъти по-малко от водата, той все пак тежи нещо.
И не толкова малко, колкото изглежда на пръв поглед.

Така кубичен метървода на нивото на морската повърхност заема 1000 литра и съответно тежи един тон. Тези. кубичен съд с размери един метър на един метър на един метър, пълен с вода, тежи (или по-скоро има маса) 1000 килограма. Без да броим теглото на самия контейнер. Стандартна вана, например, включва една трета от този куб, т.е. 300 литра.

Същият куб, пълен с въздух (т.е., според нашите концепции, празен) тежи 1,3 килограма. Това е теглото на въздуха, който е вътре в кубичния контейнер.

Но точното изчисляване на обема на атмосферата не е толкова лесна задача. Първо, едва ли е възможно да се определи с надеждна точност дали тук свършва атмосферата и започва безвъздушното пространство, и второ, плътността на въздуха рязко пада с увеличаване на надморската височина.

Смята се, че дебелината на атмосферата е 2000-3000 км, като половината от масата й се намира в рамките на 5 км от повърхността.

Има обаче и друг, много точен начинразберете колко тежи атмосферата. Използван е преди 400 години от изключителния учен, математик, физик, писател и философ Блез Паскал.

Достатъчно е да знаете какво е то Атмосферно налягане(в милиметри живачен стълб) и какво има на повърхността на морето в нормални условиято е равно на приблизително 760 от същите тези милиметри.
Няколко години преди експериментите на Паскал този факт е открит от италианския математик и физик, ученик на Галилео Еванджелиста Торичели.

И така, за да изравним атмосферното налягане с 1 квадратен сантиметър земната повърхностНа морското равнище е необходим живачен стълб с височина 760 милиметра; този живачен стълб тежи приблизително 1033 грама. Въздухът, който притиска този квадратен сантиметър, тежи същото, само височината му е много по-голяма - същите 2000-3000 км, които през този моментняма значение

Сега е достатъчно да се изчисли площта на земната повърхност. Както всички помним, Земята е топка с радиус приблизително 6400 километра (или с обиколка на екватора приблизително 40 000 km), а както всички помним (от 8 клас гимназия) S сфери = 4πR 2 .

Общата повърхност на Земята е приблизително 510 072 000 км², а общата маса на атмосферата е 5 х 10 21 грама, или 5 х 10 15 тона, или с думи - 5 квадрилиона тона!

Тази цифра изуми Паскал по онова време, защото той изчисли, че медна топка с диаметър 10 km ще тежи същото.

Не е толкова лек този въздух...

P.S. Между другото, още няколко интересни фактиза атмосферното налягане и по-точно за спадането му с увеличаване на надморската височина и произтичащите от това последствия в публикация преди три години. Той не трябва да изчезва в неизвестност...

Тропосфера

Горната му граница е на надморска височина 8-10 km в полярните, 10-12 km в умерените и 16-18 km в тропичните ширини; по-ниска през зимата, отколкото през лятото. Долният, основен слой на атмосферата съдържа повече от 80% от общата маса атмосферен въздухи около 90% от всички налични водни пари в атмосферата. Турбулентността и конвекцията са силно развити в тропосферата, възникват облаци и се развиват циклони и антициклони. Температурата намалява с увеличаване на надморската височина със среден вертикален градиент от 0,65°/100 m

Тропопауза

Преходният слой от тропосферата към стратосферата, слой на атмосферата, в който спира намаляването на температурата с височина.

Стратосфера

Слой от атмосферата, разположен на височина от 11 до 50 km. Характеристика незначителна промянатемпературата в слоя 11-25 km (долния слой на стратосферата) и повишаването й в слоя 25-40 km от −56,5 до 0,8 °C ( горен слойстратосфера или инверсионна област). Достигнала стойност от около 273 K (почти 0 °C) на надморска височина от около 40 km, температурата остава постоянна до надморска височина от около 55 km. Тази област с постоянна температура се нарича стратопауза и е границата между стратосферата и мезосферата.

Стратопауза

Граничният слой на атмосферата между стратосферата и мезосферата. При вертикалното разпределение на температурата има максимум (около 0 °C).

Мезосфера

Мезосферата започва от надморска височина 50 km и се простира до 80-90 km. Температурата намалява с височина със среден вертикален градиент от (0,25-0,3)°/100 m основният енергиен процес е лъчистият топлопренос. Сложни фотохимични процеси, включващи свободни радикали, вибрационно възбудени молекули и др., причиняват атмосферна луминесценция.

Мезопауза

Преходен слой между мезосферата и термосферата. Има минимум във вертикалното разпределение на температурата (около -90 °C).

Линия Карман

Височината над морското равнище, която условно се приема за граница между земната атмосфера и космоса. Линията Карман се намира на надморска височина от 100 км.

Граница на земната атмосфера

Термосфера

Горен лимит- около 800 км. Температурата се повишава до надморска височина от 200-300 km, където достига стойности от порядъка на 1500 K, след което остава почти постоянна до голяма надморска височина. Под въздействието на ултравиолетовото и рентгеновото слънчево лъчение и космическа радиациявъзниква йонизация на въздуха (“ полярни сияния") - основните региони на йоносферата лежат вътре в термосферата. На надморска височина над 300 км преобладава атомният кислород. Горната граница на термосферата до голяма степен се определя от текущата активност на Слънцето. По време на периоди на ниска активност се наблюдава забележимо намаляване на размера на този слой.

Термопауза

Областта на атмосферата, съседна на термосферата. В този регион поглъщането на слънчевата радиация е незначително и температурата всъщност не се променя с надморската височина.

Екзосфера (сфера на разсейване)

Атмосферни слоеве до надморска височина 120 км

Екзосферата е дисперсионна зона, външната част на термосферата, разположена над 700 km. Газът в екзосферата е силно разреден и оттук неговите частици изтичат в междупланетното пространство (разсейване).

До височина 100 km атмосферата е хомогенна, добре смесена смес от газове. В по-високите слоеве разпределението на газовете по височина зависи от техните молекулни тегла; концентрацията на по-тежките газове намалява по-бързо с разстоянието от повърхността на Земята. Поради намаляването на плътността на газа температурата пада от 0 °C в стратосферата до −110 °C в мезосферата. въпреки това кинетична енергияотделни частици на височини 200-250 km съответстват на температура от ~150 °C. Над 200 km се наблюдават значителни колебания в температурата и плътността на газа във времето и пространството.

На надморска височина от около 2000-3500 км екзосферата постепенно се превръща в така наречения околокосмически вакуум, който е изпълнен със силно разредени частици междупланетен газ, главно водородни атоми. Но този газ представлява само част от междупланетната материя. Другата част се състои от прахови частици от кометен и метеорен произход. В допълнение към изключително разредените прахови частици, в това пространство прониква електромагнитно и корпускулярно лъчение от слънчев и галактически произход.

Тропосферата представлява около 80% от масата на атмосферата, стратосферата - около 20%; масата на мезосферата е не повече от 0,3%, термосферата е по-малко от 0,05% от общата маса на атмосферата. Базиран електрически свойстваАтмосферата е разделена на неутроносфера и йоносфера. В момента се смята, че атмосферата се простира до надморска височина от 2000-3000 км.

В зависимост от състава на газа в атмосферата се разграничават хомосфера и хетеросфера. Хетеросферата е област, в която гравитацията влияе върху разделянето на газовете, тъй като тяхното смесване на такава височина е незначително. Това предполага променлив състав на хетеросферата. Под него се намира добре смесена, хомогенна част от атмосферата, наречена хомосфера. Границата между тези слоеве се нарича турбопауза, тя се намира на надморска височина около 120 km.

Откакто съществува живот, комфортът и безопасността на всички организми зависи от него. Показателите на газовете в сместа са определящи за изследване на проблемни зони или екологично благоприятни зони.

Главна информация

Терминът „атмосфера“ се отнася до газовия слой, който обгръща нашата планета и много други. небесни телавъв Вселената. Той образува черупка, която се издига на няколкостотин километра над Земята. Съставът съдържа различни газове, основният от които е кислородът.

Атмосферата се характеризира с:

• Хетерогенност с физическа точкавизия.
• Повишена динамика.
• В зависимост от биологични фактори(висока уязвимост към нежелани събития).

Основно влияние върху състава и процесите, които го променят, имат живите същества (включително микроорганизмите). Тези процеси протичат от образуването на атмосферата – няколко милиарда години. Защитна обвивкапланетата влиза в контакт с такива образувания като литосферата и хидросферата, а горните граници се определят от висока прецизносттрудно, учените могат да дадат само приблизителни стойности. Атмосферата преминава в междупланетното пространство в екзосферата - на височина
500-1000 км от повърхността на нашата планета, някои източници наричат ​​цифрата 3000 км.

Значението на атмосферата за живота на земята е голямо, тъй като тя предпазва планетата от сблъсък с космически тела, осигурява оптимални показатели за формирането и развитието на живота в различните му форми.
Състав на защитната обвивка:

• Азот – 78%.
• Кислород – 20,9%.
• Газова смес - 1,1% (тази част се образува от вещества като озон, аргон, неон, хелий, метан, криптон, водород, ксенон, въглероден двуокис, водна пара).

Газовата смес изпълнява важна функция– усвояване на излишните количества слънчева енергия. Съставът на атмосферата варира в зависимост от надморската височина - на височина 65 км от земната повърхност ще съдържа азот
вече 86%, кислород – само 19%.

Компоненти на атмосферата

Разнообразният състав на земната атмосфера му позволява да изпълнява различни функциии защита на живота на планетата. Основните му елементи:

• Въглеродният диоксид (CO₂) е неразделна съставка, участваща в процеса на хранене на растенията (фотосинтеза). Изпуска се в атмосферата поради дишането на всички живи организми, гниене и изгаряне органична материя. Ако въглеродният диоксид изчезне, растенията ще престанат да съществуват заедно с него.
• Кислород (O₂) – осигурява оптимална среда за живота на всички организми на планетата и е необходим за дишането. С неговото изчезване животът ще престане за 99% от организмите на планетата.
• Озонът (O 3) е газ, който действа като естествен абсорбатор на излъчваната ултравиолетова радиация слънчева радиация. Неговият излишък се отразява негативно на живите организми. Газът образува специален слой в атмосферата - озоновия щит. Под въздействието на външни условия и човешка дейност, той започва постепенно да се влошава, затова е важно да се вземат мерки за възстановяване на озоновия слой на нашата планета, за да се запази животът на него.

В атмосферата има и водни пари – те определят влажността на въздуха. Проценттози компонент зависи от различни фактори. Повлиян от:

• Индикатори за температура на въздуха.
• Местоположение на района (територията).
• Сезонност.

Влияе върху количеството на водните пари и температурата - ако е ниско, тогава концентрацията не надвишава 1%, ако е повишена, достига до 3-4%.
Допълнително включени земна атмосфераима твърди и течни примеси- сажди, пепел, морска сол, различни микроорганизми, прах, водни капки.

Атмосфера: нейните слоеве

Необходимо е да се познава структурата на земната атмосфера по слоеве, за да има пълен изгледзащо това е ценно за нас газова обвивка. Те се отличават с техния състав и плътност газова смесНа различни височинине са еднакви. Всеки слой е различен химичен състави изпълняваните функции. Атмосферните слоеве на земята трябва да бъдат подредени в следния ред:

Тропосферата е разположена най-близо до земната повърхност. Височините на този слой достигат 16-18 км в тропическите зони и средно 9 км над полюсите. В този слой са концентрирани до 90% от всички водни пари. Именно в тропосферата протича процесът на образуване на облаци. Тук също се наблюдава движение на въздуха, турбулентност и конвекция. Температурите варират и варират от +45 до -65 градуса - съответно в тропиците и на полюсите. При повишение от 100 метра се наблюдава понижение на температурата с 0,6 градуса. Именно тропосферата, поради натрупването на водни пари и въздух, е отговорна за циклоничните процеси. Съответно, правилният отговор на въпроса какво е името на слоя на земната атмосфера, в който се развиват циклони и антициклони, ще бъде името на този атмосферен слой.

Стратосфера - този слой се намира на височина 11-50 км от повърхността на планетата. В долната си зона температурите достигат стойности от -55. В стратосферата има инверсионна зона - границата между този слой и следващия, наречена мезосфера. Температурите достигат стойности от +1 градус. Самолетите летят в долната стратосфера.

Озоновият слой е малка област на границата между стратосферата и мезосферата, но е така озонов слойАтмосферата предпазва целия живот на земята от ултравиолетовото лъчение. Освен това разделя удобно и благоприятни условияза съществуването на живи организми и сурови космически условия, без които е невъзможно да се оцелее специални условиядори бактерии. Образуван е в резултат на взаимодействие органични компонентии кислород, който влиза в контакт с ултравиолетовото лъчение и претърпява фотохимична реакция за получаване на газ, наречен озон. Тъй като озонът абсорбира ултравиолетовото лъчение, той затопля атмосферата, поддържайки оптимални условия за живот в обичайната си форма. Съответно, за да отговорите на въпроса: от какъв газов слой защитава земята космическа радиацияи прекомерна слънчева радиация, последвана от озон.

Като се имат предвид слоевете на атмосферата в ред от повърхността на земята, трябва да се отбележи, че следва мезосферата. Намира се на височина 50-90 км от повърхността на планетата. Температурни показания – от 0 до -143 градуса (долни и горен лимит). Той предпазва Земята от метеорити, които изгарят при преминаване
това е явлението въздушно сияние. Налягането на газа в тази част на атмосферата е изключително ниско, което прави невъзможно пълното изследване на мезосферата, тъй като специално оборудване, включително сателити или сонди, не може да работи там.

Термосферата е слой от атмосферата, който се намира на надморска височина от 100 km. Това е долната граница, която се нарича линия на Карман. Учените условно са определили, че космосът започва от тук. Непосредствената дебелина на термосферата достига 800 km. Температурите достигат до 1800 градуса, но пазете обвивката космически кораба ракетите остават непокътнати благодарение на ниската концентрация на въздух. В този слой на земната атмосфера особен
феномен - северно сияние - специален видсияние, което може да се наблюдава в някои региони на планетата. Те се появяват в резултат на взаимодействието на няколко фактора - йонизация на въздуха и въздействието на космическата радиация и радиация върху него.

Кой слой на атмосферата е най-отдалечен от земята - екзосферата. Тук има зона на разсейване на въздуха, тъй като концентрацията на газове е малка, в резултат на което те постепенно излизат извън атмосферата. Този слой се намира на надморска височина от 700 км над повърхността на Земята. Основният елемент, който изгражда
Този слой е водород. В атомно състояние можете да намерите вещества като кислород или азот, които ще бъдат силно йонизирани от слънчевата радиация.
Размерите на земната екзосфера достигат 100 хиляди км от планетата.

Изучавайки слоевете на атмосферата по ред от повърхността на земята, хората са получили много ценна информация, която помага за развитието и подобряването на технологичните възможности. Някои факти са изненадващи, но именно тяхното присъствие позволи на живите организми да се развиват успешно.

Известно е, че теглото на атмосферата е повече от 5 квадрилиона тона. Слоевете са способни да предават звуци до 100 км от повърхността на планетата; над това свойство изчезва, тъй като съставът на газовете се променя.
Атмосферните движения съществуват, защото нагряването на Земята варира. Повърхността на полюсите е студена, а по-близо до тропиците нагряването се увеличава; температурните показатели се влияят от циклонични вихри, сезони и време на деня. Силата на атмосферното налягане може да се определи с помощта на барометър за тази цел. В резултат на наблюдения учените са установили, че наличието защитни слоевеправи възможно предотвратяването на метеорити с обща маса от 100 тона от контакт с повърхността на планетата всеки ден.

Интересен факт е, че съставът на въздуха (сместа от газове в слоевете) остава непроменен за дълъг период от време - известни са няколкостотин милиона години. Настъпват значителни промени в последните векове- от момента, в който човечеството изпитва значително увеличение на производството.

Натискът, упражняван от атмосферата, влияе върху благосъстоянието на хората. Индикатори от 760 mmHg се считат за нормални за 90%; тази стойност трябва да се появи при 0 градуса. Трябва да се има предвид, че тази стойност е валидна за тези области земна земя, където морското ниво е в една и съща лента с него (без спадове). Колкото по-висока е надморската височина, толкова по-ниско ще бъде налягането. Той също така се променя по време на преминаването на циклони, тъй като промените се случват не само вертикално, но и хоризонтално.

Физиологичната зона на земната атмосфера е 5 км; след като премине тази марка, човек започва да изпитва специално условие - кислородно гладуване. По време на този процес 95% от хората изпитват изразен спад в производителността, а благосъстоянието дори на подготвен и обучен човек също се влошава значително.

Ето защо атмосферата е толкова важна за живота на земята - хората и повечето живи организми не могат да съществуват без тази газова смес. Благодарение на тяхното присъствие стана възможно да се развие познатото модерно обществоживот на Земята. Необходимо е да се оценят причинените щети производствени дейности, извършват мерки за пречистване на въздуха за намаляване на концентрациите определени видовегазове и въведете тези, които не са достатъчни за нормален състав. Важно е сега да се помисли за допълнителни мерки за запазване и възстановяване на атмосферните слоеве, за да се запази оптимални условияза бъдещите поколения.

В раздела по въпроса Тегло на земната атмосфера?? дадено от автора Григорийнай-добрият отговор е Галилей доказа тежестта на въздуха. Колко тежи цялата атмосфера? Според изчисленията на Паскал то е колкото би тежала медна топка с диаметър 10 км – 5 квадрилиона тона!
Цялата атмосфера тежи 5,15 х 10 на 15-та степен тона. връзка
Познаването на атмосферното налягане ви позволява да изчислите общо теглоатмосфера. Средното атмосферно налягане на морското равнище е еквивалентно на теглото на живачен стълб с височина 760 mm. Параграф 11 показва, че масата на живачен стълб с височина 760 mm над един квадратен сантиметърземната повърхност е 1033,2 g; същото ще бъде теглото на този стълб живак в грамове. Същото очевидно ще бъде и средното тегло на атмосферния стълб над един квадратен сантиметър повърхност на морското равнище. Познавайки площта на земната повърхност и надморската височина на континентите, можем да изчислим общото тегло на цялата атмосфера. Пренебрегвайки промените в гравитацията с височината, можем да изчислим това тегло числено равна на масатаатмосфера.
Общата маса на атмосферата е малко повече от 5 10 до 21 грама, или 5 10 до 15 тона. Това е около милион пъти по-малко от масата на Глобус. В същото време половината от общата маса на атмосферата е в долните 5 км, три четвърти в долните 10 км и 95% в долните 20 км.
Атмосферата на Земята е смес от газове. Азот 78,08 %, въглероден диоксид 0,03 %, аргон 0,9325 %, кислород 20,95 %, неон 0,0018 %, хелий 0,0005 %, водород 0,00005 %, криптон 0,000108 %, ксенон 0,000008 %, озон 0,000001 %, радон 0,0000000 00000000006%
източник:

Отговор от кльощав[гуру]
АТМОСФЕРА НА ЗЕМЯТА (от гръцки atmos - пара и сфера), въздушна средаоколо Земята, въртейки се с нея; тегло прибл. 5,15·1015 т. Съставът му на повърхността на Земята: 78,1% азот, 21% кислород, 0,9% аргон, в малки части от процента въглероден диоксид, водород, хелий, неон и други газове. Долните 20 km съдържат водни пари (близо до земната повърхност - от 3% в тропиците до 2·10-5% в Антарктида), чието количество бързо намалява с височината.

Отговор от европейски[гуру]
Като знаем атмосферното налягане, определяме, че почти точно десет тона за всеки квадратен метърземната повърхност.
така че десет тона на квадратен метър, умножени по 511 милиона квадратни километра = 5111859325225255,3092562483408718 тона.
Мога да добавя следното:
Смята се, че за Земята дебелината на еквивалентния слой на атмосферата е около осем километра
(еквивалентният слой на атмосферата е въображаема стойност - дебелината, която атмосферата на планетата би имала, ако имаше атмосферно налягане от 760 mm Hg отгоре надолу)
на Венера този слой е приблизително 800 km; луната има може би един и половина до два сантиметра.