สูตรสำหรับชั้นบรรยากาศโลก บรรยากาศมีน้ำหนักเท่าใด?

บรรยากาศคือสิ่งที่ทำให้ชีวิตเป็นไปได้บนโลก เราได้รับข้อมูลและข้อเท็จจริงแรกสุดเกี่ยวกับบรรยากาศกลับเข้ามา โรงเรียนประถมศึกษา- ในโรงเรียนมัธยมปลาย เราคุ้นเคยกับแนวคิดนี้มากขึ้นในบทเรียนวิชาภูมิศาสตร์

ที่เก็บบรรยากาศของโลก

ไม่เพียงแต่โลกมีชั้นบรรยากาศเท่านั้น แต่ยังรวมถึงชั้นบรรยากาศอื่นๆ ด้วย เทห์ฟากฟ้า- นั่นคือสิ่งที่พวกเขาเรียกมันว่า เปลือกก๊าซ, ดาวเคราะห์รอบๆ- องค์ประกอบของชั้นก๊าซนี้ ดาวเคราะห์ที่แตกต่างกันแตกต่างอย่างเห็นได้ชัด เรามาดูข้อมูลพื้นฐานและข้อเท็จจริงเกี่ยวกับอากาศกันดีกว่า

ส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดคือออกซิเจน บางคนเข้าใจผิดคิดว่าชั้นบรรยากาศของโลกประกอบด้วยออกซิเจนทั้งหมด แต่จริงๆ แล้ว อากาศเป็นส่วนผสมของก๊าซ ประกอบด้วยไนโตรเจน 78% และออกซิเจน 21% ส่วนที่เหลืออีกร้อยละหนึ่งประกอบด้วยโอโซน อาร์กอน คาร์บอนไดออกไซด์ และไอน้ำ อนุญาต เปอร์เซ็นต์ก๊าซเหล่านี้มีขนาดเล็กแต่ทำงานได้ ฟังก์ชั่นที่สำคัญ- ดูดซับส่วนสำคัญของพลังงานรังสีจากแสงอาทิตย์ ซึ่งจะช่วยป้องกันไม่ให้แสงสว่างเปลี่ยนทุกชีวิตบนโลกของเราให้กลายเป็นเถ้าถ่าน คุณสมบัติของบรรยากาศเปลี่ยนแปลงไปตามระดับความสูง ตัวอย่างเช่น ที่ระดับความสูง 65 กม. ไนโตรเจนคือ 86% และออกซิเจนคือ 19%

องค์ประกอบของชั้นบรรยากาศโลก

• คาร์บอนไดออกไซด์จำเป็นสำหรับธาตุอาหารพืช ปรากฏในชั้นบรรยากาศอันเป็นผลจากกระบวนการหายใจของสิ่งมีชีวิต การเน่าเปื่อย และการเผาไหม้ การไม่มีอยู่ในชั้นบรรยากาศจะทำให้การดำรงอยู่ของพืชใดๆ เป็นไปไม่ได้
• ออกซิเจน- องค์ประกอบสำคัญของบรรยากาศสำหรับมนุษย์ การมีอยู่ของมันคือเงื่อนไขของการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด คิดเป็นประมาณ 20% ของ ปริมาณรวม ก๊าซในชั้นบรรยากาศ.
• โอโซนเป็นตัวดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตจากแสงอาทิตย์ตามธรรมชาติซึ่งมีผลเสียต่อสิ่งมีชีวิต ส่วนใหญ่สร้างชั้นบรรยากาศที่แยกจากกัน - ม่านโอโซน ใน เมื่อเร็วๆ นี้กิจกรรมของมนุษย์นำไปสู่ความจริงที่ว่ามันเริ่มพังทลายลงเรื่อย ๆ แต่เนื่องจากมีความสำคัญอย่างยิ่งจึงกำลังดำเนินการอยู่ งานที่ใช้งานอยู่เพื่อการอนุรักษ์และบูรณะ
• ไอน้ำกำหนดความชื้นในอากาศ เนื้อหาอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับ ปัจจัยต่างๆ: อุณหภูมิอากาศ ที่ตั้งอาณาเขต ฤดูกาล ที่อุณหภูมิต่ำจะมีไอน้ำในอากาศน้อยมาก อาจน้อยกว่าหนึ่งเปอร์เซ็นต์ และที่อุณหภูมิสูงปริมาณของไอน้ำจะสูงถึง 4%
• นอกเหนือจากที่กล่าวมาทั้งหมดแล้วองค์ประกอบ ชั้นบรรยากาศของโลกนำเสนออยู่เสมอ เปอร์เซ็นต์ที่แน่นอน ยากและ สิ่งเจือปนของเหลว - สิ่งเหล่านี้ได้แก่ เขม่า เถ้า เกลือทะเล ฝุ่น หยดน้ำ จุลินทรีย์ พวกมันสามารถขึ้นไปในอากาศได้ทั้งโดยธรรมชาติและโดยมนุษย์

ชั้นบรรยากาศ

และอุณหภูมิและความหนาแน่นและ องค์ประกอบคุณภาพสูงอากาศไม่เหมือนกัน ความสูงที่แตกต่างกัน- ด้วยเหตุนี้ จึงเป็นเรื่องปกติที่จะต้องแยกแยะชั้นบรรยากาศต่างๆ แต่ละคนมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง มาดูกันว่าชั้นบรรยากาศมีความโดดเด่นอะไรบ้าง:

• โทรโพสเฟียร์ - ชั้นบรรยากาศนี้อยู่ใกล้กับพื้นผิวโลกมากที่สุด ความสูงเหนือเสา 8-10 กม. และ 16-18 กม. ในเขตร้อน 90% ของไอน้ำทั้งหมดในบรรยากาศสามารถพบได้ที่นี่ การศึกษาเชิงรุกเมฆ นอกจากนี้ในกระบวนการของชั้นนี้ยังสังเกตการเคลื่อนที่ของอากาศ (ลม) ความปั่นป่วน และการพาความร้อน อุณหภูมิอยู่ระหว่าง +45 องศาในช่วงเที่ยงวันในฤดูร้อนในเขตร้อนถึง -65 องศาที่ขั้วโลก
• สตราโตสเฟียร์เป็นชั้นบรรยากาศที่อยู่ห่างไกลเป็นอันดับสอง ตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 11 ถึง 50 กม. ในชั้นล่างของสตราโตสเฟียร์อุณหภูมิจะอยู่ที่ประมาณ -55 โดยเคลื่อนตัวออกจากโลกเพิ่มขึ้นเป็น +1°С ภูมิภาคนี้เรียกว่าการผกผันและเป็นขอบเขตของสตราโตสเฟียร์และมีโซสเฟียร์
• มีโซสเฟียร์ตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 50 ถึง 90 กม. อุณหภูมิกับเธอ ขีดจำกัดล่าง- ประมาณ 0 ที่ด้านบนถึง -80...-90 ˚С อุกกาบาตที่เข้าสู่ชั้นบรรยากาศของโลกจะเผาไหม้ในชั้นมีโซสเฟียร์จนหมด ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้อากาศเรืองแสงเกิดขึ้นที่นี่
• เทอร์โมสเฟียร์มีความหนาประมาณ 700 กิโลเมตร ในบรรยากาศชั้นนี้ก็มีเกิดขึ้น แสงเหนือ- พวกมันปรากฏขึ้นเนื่องจากอิทธิพล รังสีคอสมิกและรังสีที่มาจากดวงอาทิตย์
• เอกโซสเฟียร์เป็นโซนการกระจายตัวของอากาศ ที่นี่ความเข้มข้นของก๊าซมีน้อยและค่อยๆ หลุดออกไปในอวกาศระหว่างดาวเคราะห์

เส้นเขตแดนระหว่างชั้นบรรยากาศโลกกับ นอกโลกเส้นนี้ถือว่ามีระยะทาง 100 กม. เส้นนี้เรียกว่าเส้นคาร์มาน

ความกดอากาศ

เมื่อฟังพยากรณ์อากาศ เรามักจะได้ยินการอ่านค่าความกดอากาศ แต่ความกดอากาศหมายถึงอะไร และจะส่งผลต่อเราอย่างไร?

เราพบว่าอากาศประกอบด้วยก๊าซและสิ่งสกปรก ส่วนประกอบแต่ละอย่างมีน้ำหนักของตัวเอง ซึ่งหมายความว่าบรรยากาศไม่ได้ไร้น้ำหนัก ดังที่เชื่อกันมาจนถึงศตวรรษที่ 17 ความดันบรรยากาศคือแรงที่ชั้นบรรยากาศทุกชั้นกดบนพื้นผิวโลกและวัตถุทั้งหมด

นักวิทยาศาสตร์ทำการคำนวณที่ซับซ้อนและพิสูจน์สิ่งนั้น ตารางเมตรบริเวณที่บรรยากาศกดทับด้วยแรง 10,333 กิโลกรัม วิธี, ร่างกายมนุษย์สัมผัสกับความกดอากาศซึ่งมีน้ำหนัก 12-15 ตัน ทำไมเราไม่รู้สึกแบบนี้ล่ะ? ความกดดันภายในที่ช่วยเรารักษาสมดุลภายนอก คุณสามารถสัมผัสได้ถึงความกดดันของบรรยากาศขณะอยู่บนเครื่องบินหรือบนภูเขาสูงเพราะว่า ความดันบรรยากาศน้อยกว่ามากที่ระดับความสูง ในกรณีนี้ อาจมีอาการไม่สบายทางร่างกาย หูปิด และเวียนศีรษะได้

สามารถพูดได้มากมายเกี่ยวกับบรรยากาศโดยรอบ เรารู้มากเกี่ยวกับเธอ ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจและบางส่วนอาจดูน่าประหลาดใจ:

• น้ำหนักของชั้นบรรยากาศโลกคือ 5,300,000,000,000,000 ตัน
• มันส่งเสริมการส่งผ่านเสียง ที่ระดับความสูงมากกว่า 100 กม. คุณสมบัตินี้จะหายไปเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของบรรยากาศ
• การเคลื่อนไหวของบรรยากาศถูกกระตุ้นโดยความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอของพื้นผิวโลก
• เทอร์โมมิเตอร์ใช้ในการกำหนดอุณหภูมิของอากาศ และใช้บารอมิเตอร์เพื่อกำหนดความดันของบรรยากาศ
• การปรากฏตัวของชั้นบรรยากาศช่วยโลกของเราจากอุกกาบาต 100 ตันทุกวัน
• องค์ประกอบของอากาศได้รับการแก้ไขมาเป็นเวลาหลายร้อยล้านปี แต่เริ่มมีการเปลี่ยนแปลงเมื่อมีกิจกรรมทางอุตสาหกรรมเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว
• เชื่อกันว่าบรรยากาศจะขยายขึ้นไปสูงถึง 3,000 กม.

ความสำคัญของบรรยากาศสำหรับมนุษย์

โซนสรีรวิทยาของบรรยากาศคือ 5 กม. ที่ระดับความสูง 5,000 ม. เหนือระดับน้ำทะเล บุคคลเริ่มสัมผัส ความอดอยากออกซิเจนซึ่งแสดงออกมาในประสิทธิภาพที่ลดลงและความถดถอยของความเป็นอยู่ที่ดี นี่แสดงให้เห็นว่าคนเราไม่สามารถอยู่รอดได้ในพื้นที่ที่ไม่มีก๊าซที่น่าอัศจรรย์นี้ผสมอยู่

ข้อมูลและข้อเท็จจริงทั้งหมดเกี่ยวกับบรรยากาศเป็นเพียงการยืนยันความสำคัญของบรรยากาศต่อผู้คนเท่านั้น ด้วยการมีอยู่ของมันทำให้สามารถพัฒนาสิ่งมีชีวิตบนโลกได้ ทุกวันนี้ เมื่อได้ประเมินระดับความเสียหายที่มนุษยชาติสามารถก่อให้เกิดผ่านการกระทำของมันต่ออากาศที่ให้ชีวิตแล้ว เราควรคิดถึงมาตรการเพิ่มเติมเพื่อรักษาและฟื้นฟูบรรยากาศ

แม้ว่าอากาศจะมีน้ำหนักน้อยกว่าน้ำถึงพัน (ประมาณ 1,000) เท่า แต่ก็ยังมีน้ำหนักอยู่บ้าง
และไม่น้อยอย่างที่เห็นเมื่อมองแวบแรก

ดังนั้น ลูกบาศก์เมตรน้ำที่ระดับผิวน้ำทะเลใช้ถึง 1,000 ลิตร และมีน้ำหนักหนึ่งตันตามไปด้วย เหล่านั้น. ภาชนะลูกบาศก์ขนาดหนึ่งเมตรคูณหนึ่งเมตรคูณหนึ่งเมตรบรรจุน้ำมีน้ำหนัก (หรือมีมวลค่อนข้างมาก) 1,000 กิโลกรัม ไม่นับน้ำหนักตัวภาชนะเอง ตัวอย่างเช่นการอาบน้ำมาตรฐานรวมถึงหนึ่งในสามของลูกบาศก์นี้เช่น 300 ลิตร

ลูกบาศก์เดียวกันที่เต็มไปด้วยอากาศ (เช่น ตามแนวคิดของเรา ว่างเปล่า) มีน้ำหนัก 1.3 กิโลกรัม นี่คือน้ำหนักของอากาศที่อยู่ภายในภาชนะลูกบาศก์

แต่การคำนวณปริมาตรบรรยากาศอย่างแม่นยำนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย ประการแรก แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะระบุด้วยความแม่นยำที่เชื่อถือได้ว่านี่คือจุดที่บรรยากาศสิ้นสุดลงและพื้นที่ไร้อากาศเริ่มต้นขึ้นหรือไม่ และประการที่สอง ความหนาแน่นของอากาศลดลงอย่างรวดเร็วเมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น

เชื่อกันว่าบรรยากาศมีความหนาประมาณ 2,000-3,000 กิโลเมตร โดยมีมวลครึ่งหนึ่งอยู่ห่างจากพื้นผิวไม่เกิน 5 กิโลเมตร

อย่างไรก็ตามยังมีอีกมาก วิธีที่แน่นอนค้นหาว่าบรรยากาศมีน้ำหนักเท่าใด มันถูกใช้เมื่อ 400 ปีที่แล้วโดยนักวิทยาศาสตร์ นักคณิตศาสตร์ นักฟิสิกส์ นักเขียน และนักปรัชญาผู้โดดเด่น เบลส ปาสคาล

ก็เพียงพอที่จะรู้ว่าความดันบรรยากาศคืออะไร (เป็นมิลลิเมตรปรอท) และอะไรอยู่บนพื้นผิวทะเล สภาวะปกติมันเท่ากับประมาณ 760 ของมิลลิเมตรเดียวกันนี้
ไม่กี่ปีก่อนการทดลองของปาสคาล ข้อเท็จจริงนี้ถูกค้นพบโดยนักคณิตศาสตร์และนักฟิสิกส์ชาวอิตาลี ซึ่งเป็นลูกศิษย์ของกาลิเลโอ อีวานเจลิสตา ตอร์ริเชลลี

ดังนั้น เพื่อปรับสมดุลความดันบรรยากาศ 1 ตารางเซนติเมตรพื้นผิวโลกที่ระดับน้ำทะเลต้องใช้คอลัมน์ปรอทสูง 760 มิลลิเมตร คอลัมน์ปรอทนี้มีน้ำหนักประมาณ 1,033 กรัม อากาศที่กดบนตารางเซนติเมตรนี้มีน้ำหนักเท่ากัน มีเพียงความสูงเท่านั้นที่มากกว่ามาก - เท่ากับ 2,000-3,000 กม. ใน ในขณะนี้ไม่สำคัญ

ตอนนี้ก็เพียงพอที่จะคำนวณพื้นที่พื้นผิวโลกแล้ว ดังที่เราทุกคนจำได้ว่าโลกเป็นลูกบอลที่มีรัศมีประมาณ 6,400 กิโลเมตร (หรือมีเส้นรอบวงที่เส้นศูนย์สูตรประมาณ 40,000 กม.) และอย่างที่เราทุกคนจำได้ (ตั้งแต่ชั้นประถมศึกษาปีที่ 8) โรงเรียนมัธยมปลาย) S ทรงกลม = 4πR 2 .

พื้นที่ผิวโลกทั้งหมดอยู่ที่ประมาณ 510,072,000 กม. ² เช่นกัน มวลรวมบรรยากาศปรากฎว่า 5 x 10 21 กรัมหรือ 5 x 10 15 ตันหรือในคำพูด - 5 สี่ล้านล้านตัน!

ตัวเลขนี้ทำให้ปาสกาลประหลาดใจในขณะนั้น เพราะเขาคำนวณว่าลูกบอลทองแดงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 กม. จะมีน้ำหนักเท่ากัน

ไม่เบาเลยอากาศแบบนี้...

ป.ล. อย่างไรก็ตาม มีข้อเท็จจริงที่น่าสนใจอีกสองสามประการเกี่ยวกับความกดอากาศ หรือเกี่ยวกับการลดลงตามระดับความสูงที่เพิ่มขึ้น และผลที่ตามมาในโพสต์เมื่อสามปีที่แล้ว เขาไม่ควรหายไปในความสับสน...

ชั้นบรรยากาศของโลก

บรรยากาศ(จาก. กรีกโบราณἀτμός - ไอน้ำ และ σφαῖρα - ลูกบอล) - แก๊สเปลือก ( ภูมิศาสตร์) รอบๆ โลก โลก- พื้นผิวด้านในครอบคลุม อุทกภาคและบางส่วน เห่าขอบเขตภายนอกกับส่วนที่ใกล้โลก นอกโลก.

ชุดของสาขาฟิสิกส์และเคมีที่ศึกษาบรรยากาศมักเรียกว่า ฟิสิกส์บรรยากาศ- บรรยากาศเป็นตัวกำหนด สภาพอากาศบนพื้นผิวโลก ศึกษาสภาพอากาศ อุตุนิยมวิทยาและการเปลี่ยนแปลงในระยะยาว ภูมิอากาศ - ภูมิอากาศวิทยา.

โครงสร้างของชั้นบรรยากาศ

โครงสร้างของชั้นบรรยากาศ

โทรโพสเฟียร์

ขีดจำกัดบนอยู่ที่ระดับความสูง 8-10 กม. ในขั้วโลก, 10-12 กม. ในเขตอบอุ่น และ 16-18 กม. ในละติจูดเขตร้อน ในฤดูหนาวต่ำกว่าในฤดูร้อน ชั้นบรรยากาศหลักชั้นล่าง มีมากกว่า 80% ของมวลทั้งหมด อากาศในชั้นบรรยากาศและประมาณ 90% ของไอน้ำทั้งหมดที่มีอยู่ในบรรยากาศ ในชั้นโทรโพสเฟียร์มีการพัฒนาอย่างมาก ความปั่นป่วนและ การพาความร้อน, ลุกขึ้น เมฆ, กำลังพัฒนา พายุไซโคลนและ แอนติไซโคลน- อุณหภูมิจะลดลงตามความสูงที่เพิ่มขึ้นตามแนวตั้งโดยเฉลี่ย การไล่ระดับสี 0.65°/100 ม

สิ่งต่อไปนี้ได้รับการยอมรับว่าเป็น "สภาวะปกติ" ที่พื้นผิวโลก: ความหนาแน่น 1.2 กก./ลบ.ม. ความดันบรรยากาศ 101.35 kPa อุณหภูมิบวก 20 °C และความชื้นสัมพัทธ์ 50% ตัวบ่งชี้แบบมีเงื่อนไขเหล่านี้มีความสำคัญทางวิศวกรรมล้วนๆ

สตราโตสเฟียร์

ชั้นบรรยากาศตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 11 ถึง 50 กม. โดดเด่นด้วยการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเล็กน้อยในชั้น 11-25 กม. (ชั้นล่างของสตราโตสเฟียร์) และการเพิ่มขึ้นของชั้น 25-40 กม. จาก −56.5 เป็น 0.8 ° กับ(ชั้นบนของสตราโตสเฟียร์หรือบริเวณ การผกผัน- เมื่อถึงค่าประมาณ 273 K (เกือบ 0 ° C) ที่ระดับความสูงประมาณ 40 กม. อุณหภูมิยังคงคงที่จนถึงระดับความสูงประมาณ 55 กม. บริเวณที่มีอุณหภูมิคงที่นี้เรียกว่า stratopauseและเป็นขอบเขตระหว่างสตราโตสเฟียร์กับ มีโซสเฟียร์.

สเตรโทพอส

ชั้นขอบเขตบรรยากาศระหว่างชั้นสตราโตสเฟียร์และชั้นมีโซสเฟียร์ ในการกระจายอุณหภูมิแนวตั้งจะมีค่าสูงสุด (ประมาณ 0 °C)

มีโซสเฟียร์

ชั้นบรรยากาศของโลก

มีโซสเฟียร์เริ่มต้นที่ระดับความสูง 50 กม. และขยายไปถึง 80-90 กม. อุณหภูมิลดลงตามความสูงโดยมีความลาดเอียงในแนวตั้งเฉลี่ย (0.25-0.3)°/100 ม. กระบวนการพลังงานหลักคือการถ่ายเทความร้อนแบบแผ่รังสี กระบวนการโฟโตเคมีที่ซับซ้อนที่เกี่ยวข้อง อนุมูลอิสระ, โมเลกุลที่ตื่นเต้นแบบสั่นสะเทือน เป็นต้น ทำให้เกิดแสงเรืองรองในชั้นบรรยากาศ

วัยหมดประจำเดือน

ชั้นเปลี่ยนผ่านระหว่างมีโซสเฟียร์และเทอร์โมสเฟียร์ มีการกระจายอุณหภูมิในแนวตั้งขั้นต่ำ (ประมาณ -90 °C)

สายคาร์มาน

ความสูงเหนือระดับน้ำทะเลซึ่งเป็นที่ยอมรับตามอัตภาพว่าเป็นขอบเขตระหว่างชั้นบรรยากาศของโลกและอวกาศ

เทอร์โมสเฟียร์

บทความหลัก: เทอร์โมสเฟียร์

ขีดจำกัดบนคือประมาณ 800 กม. อุณหภูมิจะสูงขึ้นถึงระดับความสูง 200-300 กม. โดยจะถึงค่าลำดับ 1,500 K หลังจากนั้นจะยังคงเกือบคงที่จนถึงระดับความสูงสูง ภายใต้อิทธิพลของรังสีอัลตราไวโอเลตและรังสีเอกซ์ รังสีแสงอาทิตย์และรังสีคอสมิก ทำให้เกิดไอออไนซ์ในอากาศ (“ ออโรร่า") - พื้นที่หลัก ไอโอโนสเฟียร์นอนอยู่ภายในเทอร์โมสเฟียร์ ที่ระดับความสูงมากกว่า 300 กม. อะตอมออกซิเจนจะมีอิทธิพลเหนือกว่า

ชั้นบรรยากาศสูงถึงระดับความสูง 120 กม

เอกโซสเฟียร์ (ทรงกลมกระเจิง)

เอกโซสเฟียร์- โซนการกระจายตัวส่วนนอกของเทอร์โมสเฟียร์ซึ่งอยู่เหนือ 700 กม. ก๊าซในชั้นนอกโซสเฟียร์ถูกทำให้บริสุทธิ์มาก และจากจุดนี้อนุภาคของก๊าซก็รั่วไหลเข้าสู่อวกาศระหว่างดาวเคราะห์ ( การกระจายตัว).

ขึ้นไปที่ระดับความสูง 100 กม. บรรยากาศเป็นส่วนผสมของก๊าซที่เป็นเนื้อเดียวกันและผสมกันอย่างดี ในชั้นที่สูงกว่า การกระจายตัวของก๊าซตามความสูงจะขึ้นอยู่กับน้ำหนักโมเลกุล ความเข้มข้นของก๊าซที่หนักกว่าจะลดลงเร็วขึ้นตามระยะห่างจากพื้นผิวโลก เนื่องจากความหนาแน่นของก๊าซลดลง อุณหภูมิจึงลดลงจาก 0 °C ในชั้นสตราโตสเฟียร์เป็น −110 °C ในชั้นมีโซสเฟียร์ อย่างไรก็ตาม พลังงานจลน์อนุภาคแต่ละตัวที่ระดับความสูง 200-250 กม. จะมีอุณหภูมิประมาณ ~1500 °C เหนือ 200 กม. สังเกตความผันผวนของอุณหภูมิและความหนาแน่นของก๊าซในเวลาและอวกาศอย่างมีนัยสำคัญ

ที่ระดับความสูงประมาณ 2,000-3,000 กม. ชั้นบรรยากาศจะค่อยๆ กลายเป็นสิ่งที่เรียกว่า ใกล้สุญญากาศอวกาศซึ่งเต็มไปด้วยอนุภาคก๊าซระหว่างดาวเคราะห์ที่มีการทำให้บริสุทธิ์สูง ซึ่งส่วนใหญ่เป็นอะตอมของไฮโดรเจน แต่ก๊าซนี้เป็นเพียงส่วนหนึ่งของสสารระหว่างดาวเคราะห์เท่านั้น อีกส่วนหนึ่งประกอบด้วยอนุภาคฝุ่นที่มีต้นกำเนิดจากดาวหางและอุกกาบาต นอกจากอนุภาคฝุ่นที่หายากมากแล้ว การแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าและรังสีคอร์ปัสกูลาของแหล่งกำเนิดสุริยะและกาแล็กซียังแทรกซึมเข้าไปในอวกาศนี้อีกด้วย

โทรโพสเฟียร์คิดเป็นประมาณ 80% ของมวลบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ - ประมาณ 20%; มวลของมีโซสเฟียร์ไม่เกิน 0.3% เทอร์โมสเฟียร์น้อยกว่า 0.05% ของมวลบรรยากาศทั้งหมด ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางไฟฟ้าในบรรยากาศ นิวโทรโนสเฟียร์และไอโอโนสเฟียร์มีความโดดเด่น ปัจจุบันเชื่อกันว่าบรรยากาศขยายไปถึงระดับความสูง 2,000-3,000 กม.

ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของก๊าซในบรรยากาศที่ปล่อยออกมา โฮโมสเฟียร์และ เฮเทอโรสเฟียร์. เฮเทอโรสเฟียร์ - นี่คือพื้นที่ที่แรงโน้มถ่วงส่งผลต่อการแยกก๊าซ เนื่องจากการปะปนกันที่ระดับความสูงดังกล่าวนั้นน้อยมาก. นี่แสดงถึงองค์ประกอบที่แปรผันของเฮเทอโรสเฟียร์ ด้านล่างเป็นส่วนของบรรยากาศที่ผสมปนเปกันและเป็นเนื้อเดียวกันเรียกว่า โฮโมสเฟียร์- เรียกว่าขอบเขตระหว่างชั้นเหล่านี้ เทอร์โบหยุดชั่วคราวอยู่ที่ระดับความสูงประมาณ 120 กม.

คุณสมบัติทางกายภาพ

ความหนาของชั้นบรรยากาศอยู่ห่างจากพื้นผิวโลกประมาณ 2,000 - 3,000 กิโลเมตร มวลรวม อากาศ- (5.1-5.3)×10 18 กก. มวลกรามอากาศแห้งที่สะอาดคือ 28.966 ความดันที่ 0 °C ที่ระดับน้ำทะเล 101.325 ปาสคาล; อุณหภูมิวิกฤต?140.7 °C; แรงดันวิกฤต 3.7 MPa; ค พี 1.0048×10 3 J/(กก. · K) (ที่ 0 °C) ค โวลต์ 0.7159×10 3 J/(กก. · K) (ที่ 0 °C) ความสามารถในการละลายของอากาศในน้ำที่ 0 °C คือ 0.036% ที่ 25 °C - 0.22%

คุณสมบัติทางสรีรวิทยาและอื่น ๆ ของบรรยากาศ

ที่ระดับความสูง 5 กม. เหนือระดับน้ำทะเลบุคคลที่ไม่ได้รับการฝึกฝนก็พัฒนาขึ้น ความอดอยากออกซิเจนและหากไม่มีการปรับตัว ประสิทธิภาพของบุคคลจะลดลงอย่างมาก โซนสรีรวิทยาของบรรยากาศสิ้นสุดที่นี่ การหายใจของมนุษย์จะเป็นไปไม่ได้ที่ระดับความสูง 15 กม. แม้ว่าบรรยากาศจะสูงถึงประมาณ 115 กม. แต่บรรยากาศก็ยังมีออกซิเจนอยู่

บรรยากาศทำให้เรามีออกซิเจนที่จำเป็นสำหรับการหายใจ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความดันรวมของบรรยากาศลดลงเมื่อคุณสูงขึ้น ความดันบางส่วนของออกซิเจนจึงลดลงตามไปด้วย

ปอดของมนุษย์มีถุงลมประมาณ 3 ลิตรอยู่ตลอดเวลา แรงกดดันบางส่วนออกซิเจนในถุงลมที่ความดันบรรยากาศปกติคือ 110 มม. ปรอท ศิลปะ. ความกดดัน คาร์บอนไดออกไซด์- 40 มม.ปรอท ศิลปะ และไอน้ำ - 47 มม. ปรอท ศิลปะ. เมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น ความดันออกซิเจนจะลดลง และความดันไอรวมของน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ในปอดยังคงเกือบคงที่ - ประมาณ 87 มม. ปรอท ศิลปะ. การจ่ายออกซิเจนไปยังปอดจะหยุดลงอย่างสมบูรณ์เมื่อความกดอากาศโดยรอบเท่ากับค่านี้

ที่ระดับความสูงประมาณ 19-20 กม. ความดันบรรยากาศจะลดลงเหลือ 47 มม. ปรอท ศิลปะ. ดังนั้นที่ระดับความสูงนี้ น้ำและของเหลวคั่นระหว่างหน้าจึงเริ่มเดือดในร่างกายมนุษย์ นอกห้องโดยสารที่มีแรงดันอากาศที่ระดับความสูงเหล่านี้ ความตายจะเกิดขึ้นแทบจะในทันที ดังนั้นจากมุมมองของสรีรวิทยาของมนุษย์ "อวกาศ" เริ่มต้นที่ระดับความสูง 15-19 กม.

ชั้นอากาศหนาแน่น - โทรโพสเฟียร์และสตราโตสเฟียร์ - ปกป้องเราจากผลเสียหายของรังสี ด้วยการทำให้อากาศบริสุทธิ์ไม่เพียงพอ ที่ระดับความสูงมากกว่า 36 กม. สารไอออไนซ์จึงส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อร่างกาย รังสี- รังสีคอสมิกปฐมภูมิ ที่ระดับความสูงมากกว่า 40 กม. ส่วนอัลตราไวโอเลตของสเปกตรัมแสงอาทิตย์เป็นอันตรายต่อมนุษย์

ขณะที่เราลอยขึ้นสู่ระดับความสูงที่มากขึ้นเหนือพื้นผิวโลก ปรากฏการณ์ที่คุ้นเคยเช่นนี้ก็สังเกตเห็นได้ในชั้นล่างของชั้นบรรยากาศ เช่น การแพร่กระจายของเสียง การเกิดขึ้นของอากาศพลศาสตร์ ยกและความต้านทานการถ่ายเทความร้อน การพาความร้อนฯลฯ

ในชั้นอากาศที่ทำให้บริสุทธิ์มีการกระจาย เสียงกลายเป็นว่าเป็นไปไม่ได้ จนถึงระดับความสูง 60-90 กม. ยังคงสามารถใช้แรงต้านอากาศและแรงยกเพื่อควบคุมการบินตามหลักอากาศพลศาสตร์ได้ แต่เริ่มต้นจากระดับความสูง 100-130 กม. ซึ่งเป็นแนวคิดที่นักบินทุกคนคุ้นเคย ตัวเลข มและ กั้นเสียงหมดความหมายก็มีเงื่อนไข สายคาร์มานนอกเหนือจากนั้น ขอบเขตของการบินด้วยขีปนาวุธล้วนๆ เริ่มต้นขึ้น ซึ่งสามารถควบคุมได้โดยใช้แรงปฏิกิริยาเท่านั้น

ที่ระดับความสูงมากกว่า 100 กม. บรรยากาศไม่มีคุณสมบัติที่โดดเด่นอีกประการหนึ่ง นั่นคือ ความสามารถในการดูดซับ การนำและส่งผ่าน พลังงานความร้อนโดยการพาความร้อน (เช่น โดยการผสมอากาศ) ซึ่งหมายความว่าองค์ประกอบต่างๆ ของอุปกรณ์บนสถานีอวกาศในวงโคจรจะไม่สามารถระบายความร้อนจากภายนอกได้ในลักษณะเดียวกับที่ทำบนเครื่องบินตามปกติ - ด้วยความช่วยเหลือของไอพ่นและหม้อน้ำอากาศ ที่ระดับความสูงดังกล่าว เช่นเดียวกับในอวกาศ วิธีเดียวที่จะถ่ายเทความร้อนได้คือ การแผ่รังสีความร้อน.

องค์ประกอบของบรรยากาศ

องค์ประกอบของอากาศแห้ง

ชั้นบรรยากาศของโลกประกอบด้วยก๊าซและสิ่งสกปรกต่างๆ เป็นหลัก (ฝุ่น หยดน้ำ ผลึกน้ำแข็ง เกลือทะเล, ผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้)

ความเข้มข้นของก๊าซที่ประกอบเป็นบรรยากาศแทบจะคงที่ ยกเว้นน้ำ (H 2 O) และคาร์บอนไดออกไซด์ (CO 2)

องค์ประกอบของอากาศแห้ง
ไนโตรเจน
ออกซิเจน
อาร์กอน
น้ำ
คาร์บอนไดออกไซด์
นีออน
ฮีเลียม
มีเทน
คริปทอน
ไฮโดรเจน
ซีนอน
ไนตรัสออกไซด์

นอกจากก๊าซที่ระบุในตารางแล้ว บรรยากาศยังประกอบด้วย SO 2, NH 3, CO, โอโซน, ไฮโดรคาร์บอน, เอชซีแอล, เอชเอฟ, คู่รัก ปรอท, ฉัน 2 และด้วย เลขที่และก๊าซอื่นๆ อีกมากมายในปริมาณเล็กน้อย ตั้งอยู่ในชั้นโทรโพสเฟียร์ตลอดเวลา จำนวนมากอนุภาคของแข็งและของเหลวแขวนลอย ( ละอองลอย).

ประวัติความเป็นมาของการก่อตัวของชั้นบรรยากาศ

ตามทฤษฎีที่พบบ่อยที่สุด ชั้นบรรยากาศของโลกมีองค์ประกอบที่แตกต่างกันสี่องค์ประกอบเมื่อเวลาผ่านไป เริ่มแรกประกอบด้วยก๊าซเบา ( ไฮโดรเจนและ ฮีเลียม) ถ่ายจากอวกาศระหว่างดาวเคราะห์ นี่คือสิ่งที่เรียกว่า บรรยากาศเบื้องต้น(ประมาณสี่พันล้านปีก่อน) ในระยะต่อไป การระเบิดของภูเขาไฟที่ยังคุกรุ่นทำให้บรรยากาศอิ่มตัวด้วยก๊าซอื่นที่ไม่ใช่ไฮโดรเจน (คาร์บอนไดออกไซด์ แอมโมเนีย, ไอน้ำ- นี่คือวิธีที่มันถูกสร้างขึ้น บรรยากาศรอง(ประมาณสามพันล้านปีก่อนปัจจุบัน) บรรยากาศแบบนี้กำลังฟื้นฟู นอกจากนี้กระบวนการก่อตัวของบรรยากาศยังถูกกำหนดโดยปัจจัยต่อไปนี้:

การรั่วไหลของก๊าซเบา (ไฮโดรเจนและฮีเลียม) เข้าไป พื้นที่ระหว่างดาวเคราะห์;

ปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในบรรยากาศภายใต้อิทธิพลของรังสีอัลตราไวโอเลต การปล่อยฟ้าผ่า และปัจจัยอื่น ๆ

ปัจจัยเหล่านี้ค่อยๆ นำไปสู่การก่อตัว บรรยากาศระดับอุดมศึกษาโดดเด่นด้วยปริมาณไฮโดรเจนที่ต่ำกว่ามากและมีปริมาณไนโตรเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ที่สูงกว่ามาก (เกิดจาก ปฏิกิริยาเคมีจากแอมโมเนียและไฮโดรคาร์บอน)

ไนโตรเจน

การก่อตัวของ N 2 จำนวนมากเกิดจากการออกซิเดชันของบรรยากาศแอมโมเนีย-ไฮโดรเจนโดยโมเลกุล O 2 ซึ่งเริ่มมาจากพื้นผิวดาวเคราะห์อันเป็นผลมาจากการสังเคราะห์ด้วยแสงเริ่มต้นเมื่อ 3 พันล้านปีก่อน นอกจากนี้ N2 ยังถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศอันเป็นผลมาจากการแยกไนเตรตของไนเตรตและสารประกอบที่มีไนโตรเจนอื่นๆ ไนโตรเจนถูกออกซิไดซ์โดยโอโซนเป็น NO ใน ชั้นบนบรรยากาศ.

ไนโตรเจน N 2 จะทำปฏิกิริยาภายใต้สภาวะเฉพาะเท่านั้น (เช่น ระหว่างการปล่อยฟ้าผ่า) ออกซิเดชันของโมเลกุลไนโตรเจนโดยโอโซนที่ การปล่อยกระแสไฟฟ้าใช้ในการผลิตปุ๋ยไนโตรเจนทางอุตสาหกรรม ออกซิไดซ์ด้วยการใช้พลังงานต่ำและแปลงเป็นสารชีวภาพ แบบฟอร์มที่ใช้งานอยู่สามารถ ไซยาโนแบคทีเรีย (สาหร่ายสีน้ำเงินแกมเขียว)และแบคทีเรียปมที่ก่อตัวเป็นไรโซเบียล การทำงานร่วมกันกับ พืชตระกูลถั่วพืชที่เรียกว่า ปุ๋ยพืชสด

ออกซิเจน

องค์ประกอบของบรรยากาศเริ่มเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงตามลักษณะที่ปรากฏบนโลก สิ่งมีชีวิตเป็นผลให้ การสังเคราะห์ด้วยแสงพร้อมด้วยการปล่อยออกซิเจนและการดูดซึมคาร์บอนไดออกไซด์ เริ่มแรกออกซิเจนถูกใช้ไปกับการออกซิเดชั่นของสารประกอบรีดิวซ์ - แอมโมเนีย, ไฮโดรคาร์บอน, ก๊าซไนตรัส ต่อมที่มีอยู่ในมหาสมุทร เป็นต้น เมื่อสิ้นสุดระยะนี้ ปริมาณออกซิเจนในบรรยากาศก็เริ่มเพิ่มขึ้น บรรยากาศสมัยใหม่ที่มีคุณสมบัติออกซิไดซ์จะค่อยๆก่อตัวขึ้น เนื่องจากสิ่งนี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างร้ายแรงและฉับพลันในหลายกระบวนการที่เกิดขึ้น บรรยากาศ, เปลือกโลกและ ชีวมณฑลงานนี้ถูกเรียกว่า ภัยพิบัติจากออกซิเจน.

สำหรับ ฟาเนโรโซอิกองค์ประกอบของบรรยากาศและปริมาณออกซิเจนมีการเปลี่ยนแปลง มีความสัมพันธ์กับอัตราการสะสมของสารอินทรีย์เป็นหลัก หินตะกอน- ดังนั้นในช่วงที่มีการสะสมถ่านหิน ปริมาณออกซิเจนในบรรยากาศจึงเกินระดับปัจจุบันอย่างมีนัยสำคัญ

คาร์บอนไดออกไซด์

ปริมาณ CO 2 ในชั้นบรรยากาศขึ้นอยู่กับการปะทุของภูเขาไฟและ กระบวนการทางเคมีในเปลือกโลก แต่ที่สำคัญที่สุด - จากความเข้มข้นของการสังเคราะห์ทางชีวภาพและการสลายตัวของสารอินทรีย์ใน ชีวมณฑล โลก- ชีวมวลเกือบทั้งหมดของโลกในปัจจุบัน (ประมาณ 2.4 × 10 12 ตัน ) เกิดขึ้นเนื่องจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ไนโตรเจน และไอน้ำที่มีอยู่ในอากาศในชั้นบรรยากาศ ฝังอยู่ใน มหาสมุทร, วี หนองน้ำและใน ป่าไม้สารอินทรีย์ก็กลายเป็น ถ่านหิน, น้ำมันและ ก๊าซธรรมชาติ- (ซม. วัฏจักรคาร์บอนธรณีเคมี)

ก๊าซมีตระกูล

แหล่งที่มาของก๊าซเฉื่อย - อาร์กอน, ฮีเลียมและ คริปทอน- การระเบิดของภูเขาไฟและการสลายของธาตุกัมมันตภาพรังสี โลกโดยทั่วไปและชั้นบรรยากาศโดยเฉพาะมีก๊าซเฉื่อยหมดไปเมื่อเทียบกับอวกาศ เชื่อกันว่าสาเหตุนี้อยู่ที่การรั่วไหลของก๊าซอย่างต่อเนื่องสู่อวกาศระหว่างดาวเคราะห์

มลพิษทางอากาศ

ล่าสุดวิวัฒนาการของชั้นบรรยากาศเริ่มได้รับอิทธิพลจาก มนุษย์- ผลลัพธ์ของกิจกรรมของเขาคือปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญอย่างต่อเนื่องเนื่องจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนที่สะสมในยุคทางธรณีวิทยาก่อนหน้านี้ CO 2 จำนวนมหาศาลถูกใช้ไปในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงและถูกดูดซับโดยมหาสมุทรของโลก ก๊าซนี้เข้าสู่ชั้นบรรยากาศเนื่องจากการสลายตัวของคาร์บอเนต หินและสารอินทรีย์ที่มาจากพืชและสัตว์ ตลอดจนที่เกิดจากภูเขาไฟและกิจกรรมทางอุตสาหกรรมของมนุษย์ ในช่วง 100 ปีที่ผ่านมา ปริมาณ CO 2 ในชั้นบรรยากาศเพิ่มขึ้น 10% โดยส่วนใหญ่ (360 พันล้านตัน) มาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิง หากอัตราการเติบโตของการเผาไหม้เชื้อเพลิงยังคงดำเนินต่อไป ปริมาณ CO 2 ในชั้นบรรยากาศจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าในอีก 50 - 60 ปีข้างหน้าและอาจนำไปสู่ การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลก.

การเผาไหม้เชื้อเพลิงเป็นสาเหตุหลักของก๊าซก่อมลพิษ ( บจก, เลขที่, ดังนั้น 2 - ซัลเฟอร์ไดออกไซด์จะถูกออกซิไดซ์โดยออกซิเจนในชั้นบรรยากาศ ดังนั้น 3 ในชั้นบรรยากาศชั้นบนซึ่งมีปฏิกิริยากับน้ำและไอแอมโมเนียและผลที่ตามมาคือ กรดซัลฟิวริก (H 2 ดังนั้น 4 ) และ แอมโมเนียมซัลเฟต ((NH 4 ) 2 ดังนั้น 4 ) กลับคืนสู่พื้นผิวโลกในรูปแบบที่เรียกว่า ฝนกรด- การใช้งาน เครื่องยนต์สันดาปภายในนำไปสู่มลภาวะในบรรยากาศอย่างมีนัยสำคัญด้วยไนโตรเจนออกไซด์ ไฮโดรคาร์บอน และสารประกอบตะกั่ว ( ตะกั่วเตตระเอทิล Pb(CH 3 ช 2 ) 4 ) ).

มลพิษจากละอองลอยในชั้นบรรยากาศมีสาเหตุมาจากทั้งสาเหตุทางธรรมชาติ (การระเบิดของภูเขาไฟ พายุฝุ่นการขนย้ายหยดน้ำทะเลและเกสรพืช ฯลฯ) และกิจกรรมทางเศรษฐกิจของมนุษย์ (การขุดแร่และวัสดุก่อสร้าง การเผาเชื้อเพลิง การทำปูนซีเมนต์ ฯลฯ) การปล่อยอนุภาคขนาดใหญ่ออกสู่ชั้นบรรยากาศอย่างเข้มข้นเป็นหนึ่งในสาเหตุที่เป็นไปได้ของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศบนโลก

บรรยากาศ(จากบรรยากาศกรีก - ไอน้ำและสฟาเรีย - บอล) - ซองอากาศโลกหมุนตามไปด้วย การพัฒนาบรรยากาศมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับกระบวนการทางธรณีวิทยาและธรณีเคมีที่เกิดขึ้นบนโลกของเราตลอดจนกิจกรรมของสิ่งมีชีวิต

ขอบเขตด้านล่างของบรรยากาศเกิดขึ้นพร้อมกับพื้นผิวโลก เนื่องจากอากาศแทรกซึมเข้าไปในรูพรุนที่เล็กที่สุดในดินและละลายได้แม้ในน้ำ

ขอบเขตบนที่ระดับความสูง 2,000-3,000 กม. ค่อยๆผ่านออกสู่อวกาศ

ต้องขอบคุณชั้นบรรยากาศซึ่งมีออกซิเจน สิ่งมีชีวิตบนโลกจึงเป็นไปได้ ออกซิเจนในบรรยากาศใช้ในกระบวนการหายใจของมนุษย์ สัตว์ และพืช

หากไม่มีชั้นบรรยากาศ โลกก็จะเงียบสงบเหมือนดวงจันทร์ ท้ายที่สุดแล้วเสียงก็คือการสั่นสะเทือนของอนุภาคอากาศ สีฟ้าของท้องฟ้าอธิบายได้ด้วยข้อเท็จจริงที่ว่า แสงอาทิตย์ที่ผ่านชั้นบรรยากาศราวกับผ่านเลนส์ก็สลายตัวเป็นสีส่วนประกอบ ในกรณีนี้รังสีสีน้ำเงินและสีน้ำเงินจะกระจัดกระจายมากที่สุด

บรรยากาศยังคงอยู่ ส่วนใหญ่รังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ซึ่งมีผลเสียต่อสิ่งมีชีวิต นอกจากนี้ยังกักเก็บความร้อนไว้ใกล้พื้นผิวโลก ทำให้โลกของเราไม่เย็นลง

โครงสร้างของชั้นบรรยากาศ

ในชั้นบรรยากาศสามารถแยกแยะได้หลายชั้นซึ่งมีความหนาแน่นต่างกัน (รูปที่ 1)

โทรโพสเฟียร์

โทรโพสเฟียร์- ชั้นบรรยากาศต่ำสุดซึ่งมีความหนาเหนือขั้วอยู่ที่ 8-10 กม. ในละติจูดพอสมควร - 10-12 กม. และเหนือเส้นศูนย์สูตร - 16-18 กม.

ข้าว. 1. โครงสร้างของชั้นบรรยากาศโลก

อากาศในชั้นโทรโพสเฟียร์ได้รับความร้อนจากพื้นผิวโลก กล่าวคือ ทั้งทางบกและทางน้ำ ดังนั้นอุณหภูมิอากาศในชั้นนี้จะลดลงตามความสูงโดยเฉลี่ย 0.6 °C ทุกๆ 100 เมตร ที่ขอบเขตด้านบนของโทรโพสเฟียร์จะถึง -55 °C ขณะเดียวกันในบริเวณเส้นศูนย์สูตรที่ขอบเขตบนของโทรโพสเฟียร์ อุณหภูมิอากาศอยู่ที่ -70 ° C และในภูมิภาคนั้น ขั้วโลกเหนือ-65 องศาเซลเซียส

ประมาณ 80% ของมวลบรรยากาศกระจุกตัวอยู่ในชั้นโทรโพสเฟียร์ ไอน้ำเกือบทั้งหมดตั้งอยู่ พายุฝนฟ้าคะนอง พายุ เมฆ และหยาดน้ำฟ้าเกิดขึ้น และการเคลื่อนที่ของอากาศในแนวตั้ง (การพาความร้อน) และแนวนอน (ลม)

เราสามารถพูดได้ว่าสภาพอากาศส่วนใหญ่เกิดขึ้นในชั้นโทรโพสเฟียร์

สตราโตสเฟียร์

สตราโตสเฟียร์- ชั้นบรรยากาศที่อยู่เหนือโทรโพสเฟียร์ที่ระดับความสูง 8 ถึง 50 กม. สีของท้องฟ้าในชั้นนี้จะปรากฏเป็นสีม่วง ซึ่งอธิบายได้จากความเบาบางของอากาศ เนื่องจากรังสีของดวงอาทิตย์แทบจะไม่กระจายเลย

สตราโตสเฟียร์มีมวล 20% ของมวลบรรยากาศ อากาศในชั้นนี้ทำให้บริสุทธิ์ แทบไม่มีไอน้ำเลย ดังนั้นจึงแทบไม่มีเมฆและรูปแบบการตกตะกอน อย่างไรก็ตาม มีการสังเกตกระแสลมที่เสถียรในชั้นสตราโตสเฟียร์ ซึ่งมีความเร็วถึง 300 กม./ชม.

ชั้นนี้มีความเข้มข้น โอโซน(ชั้นกรองโอโซน, โอโซโนสเฟียร์) ซึ่งเป็นชั้นที่ดูดซับ รังสีอัลตราไวโอเลตป้องกันไม่ให้พวกมันมาถึงโลกและด้วยเหตุนี้จึงเป็นการปกป้องสิ่งมีชีวิตบนโลกของเรา ต้องขอบคุณโอโซนที่ทำให้อุณหภูมิอากาศที่ขอบเขตด้านบนของสตราโตสเฟียร์อยู่ในช่วง -50 ถึง 4-55 °C

ระหว่างชั้นมีโซสเฟียร์และสตราโตสเฟียร์จะมีโซนเปลี่ยนผ่าน - สตราโตสเฟียร์

มีโซสเฟียร์

มีโซสเฟียร์- ชั้นบรรยากาศตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 50-80 กม. ความหนาแน่นของอากาศที่นี่น้อยกว่าพื้นผิวโลกถึง 200 เท่า สีของท้องฟ้าในชั้นมีโซสเฟียร์ปรากฏเป็นสีดำ และมองเห็นดวงดาวได้ในระหว่างวัน อุณหภูมิอากาศลดลงถึง -75 (-90)°C

ที่ระดับความสูง 80 กม. เริ่มต้น เทอร์โมสเฟียร์อุณหภูมิอากาศในชั้นนี้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วถึงความสูง 250 ม. จากนั้นจึงคงที่: ที่ระดับความสูง 150 กม. ถึง 220-240 ° C; ที่ระดับความสูง 500-600 กม. เกิน 1,500 °C

ในชั้นมีโซสเฟียร์และเทอร์โมสเฟียร์ภายใต้อิทธิพล รังสีคอสมิกโมเลกุลของก๊าซแตกตัวออกเป็นอนุภาคอะตอมที่มีประจุ (แตกตัวเป็นไอออน) ซึ่งเป็นสาเหตุว่าทำไมจึงเรียกว่าบรรยากาศส่วนนี้ ไอโอโนสเฟียร์- ชั้นของอากาศที่หายากมาก ซึ่งตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 50 ถึง 1,000 กม. ประกอบด้วยอะตอมออกซิเจนที่แตกตัวเป็นไอออน โมเลกุลไนโตรเจนออกไซด์ และอิเล็กตรอนอิสระเป็นส่วนใหญ่ ชั้นนี้มีลักษณะเฉพาะด้วยการใช้พลังงานไฟฟ้าสูงและคลื่นวิทยุขนาดยาวและปานกลางจะสะท้อนออกมาเหมือนกับจากกระจก

ในชั้นบรรยากาศรอบนอกก็มี ออโรร่า- การเรืองแสงของก๊าซทำให้บริสุทธิ์ภายใต้อิทธิพลของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าที่บินจากดวงอาทิตย์ - และสังเกตความผันผวนอย่างรุนแรงในสนามแม่เหล็ก

เอกโซสเฟียร์

เอกโซสเฟียร์- ชั้นบรรยากาศชั้นนอกที่อยู่เหนือ 1,000 กม. ชั้นนี้เรียกอีกอย่างว่าทรงกลมกระจัดกระจาย เนื่องจากอนุภาคก๊าซเคลื่อนที่มาที่นี่ด้วยความเร็วสูงและสามารถกระจัดกระจายออกไปในอวกาศได้

องค์ประกอบของบรรยากาศ

บรรยากาศเป็นส่วนผสมของก๊าซประกอบด้วยไนโตรเจน (78.08%) ออกซิเจน (20.95%) คาร์บอนไดออกไซด์ (0.03%) อาร์กอน (0.93%) ฮีเลียม นีออน ซีนอน คริปทอน (0.01%) จำนวนเล็กน้อย โอโซนและก๊าซอื่น ๆ แต่มีปริมาณเล็กน้อย (ตารางที่ 1) องค์ประกอบที่ทันสมัยอากาศของโลกก่อตั้งขึ้นเมื่อกว่าร้อยล้านปีก่อนแต่กลับเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว กิจกรรมการผลิตมนุษย์ยังคงนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงของเขา ปัจจุบันมีปริมาณ CO 2 เพิ่มขึ้นประมาณ 10-12%

ก๊าซที่ประกอบเป็นบรรยากาศมีบทบาทหน้าที่หลายอย่าง อย่างไรก็ตาม ความสำคัญหลักของก๊าซเหล่านี้ถูกกำหนดโดยข้อเท็จจริงที่ว่าพวกมันดูดซับพลังงานรังสีได้อย่างมาก และด้วยเหตุนี้จึงมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อ ระบอบการปกครองของอุณหภูมิพื้นผิวโลกและชั้นบรรยากาศ

ตารางที่ 1. องค์ประกอบทางเคมีอากาศแห้งที่อยู่ใกล้ผิวโลก

	ความเข้มข้นของปริมาตร -	น้ำหนักโมเลกุลหน่วย
ออกซิเจน
คาร์บอนไดออกไซด์
ไนตรัสออกไซด์
	ตั้งแต่ 0 ถึง 0.00001
ซัลเฟอร์ไดออกไซด์	จาก 0 ถึง 0.000007 ในฤดูร้อน จาก 0 ถึง 0.000002 ในฤดูหนาว
	ตั้งแต่ 0 ถึง 0.000002	46,0055/17,03061
อาซอกไดออกไซด์
คาร์บอนมอนอกไซด์

ไนโตรเจนก๊าซที่พบมากที่สุดในชั้นบรรยากาศจะมีปฏิกิริยาทางเคมีน้อย

ออกซิเจนต่างจากไนโตรเจนตรงที่มีสารเคมีมาก องค์ประกอบที่ใช้งานอยู่. ฟังก์ชั่นเฉพาะออกซิเจน - ออกซิเดชัน สารอินทรีย์สิ่งมีชีวิตเฮเทอโรโทรฟิค หิน และก๊าซภายใต้การออกซิไดซ์ที่ปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศโดยภูเขาไฟ หากไม่มีออกซิเจน ก็จะไม่มีการสลายตัวของสารอินทรีย์ที่ตายแล้ว

บทบาทของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศมีขนาดใหญ่มาก มันเข้าสู่ชั้นบรรยากาศอันเป็นผลมาจากกระบวนการเผาไหม้การหายใจของสิ่งมีชีวิตการสลายตัวและประการแรกคือสิ่งสำคัญ วัสดุก่อสร้างเพื่อสร้างอินทรียวัตถุในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง นอกจากนี้ ความสำคัญอย่างยิ่งคาร์บอนไดออกไซด์มีคุณสมบัติในการส่งรังสีดวงอาทิตย์คลื่นสั้นและดูดซับส่วนหนึ่งของรังสีความร้อนคลื่นยาวซึ่งจะสร้างสิ่งที่เรียกว่า ภาวะเรือนกระจกเกี่ยวกับเรื่องไหน เราจะคุยกันด้านล่าง.

กระบวนการในชั้นบรรยากาศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งระบอบความร้อนของสตราโตสเฟียร์ก็ได้รับอิทธิพลเช่นกัน โอโซน.ก๊าซนี้ทำหน้าที่เป็นตัวดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ตามธรรมชาติ และการดูดซับรังสีดวงอาทิตย์จะทำให้อากาศร้อนขึ้น มูลค่ารายเดือนเฉลี่ย เนื้อหาทั่วไปโอโซนในชั้นบรรยากาศจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับละติจูดและช่วงเวลาของปีภายในช่วง 0.23-0.52 ซม. (นี่คือความหนาของชั้นโอโซนที่ความดันและอุณหภูมิพื้นดิน) มีปริมาณโอโซนเพิ่มขึ้นตั้งแต่เส้นศูนย์สูตรไปจนถึงขั้วโลกและ หลักสูตรประจำปีโดยมีขั้นต่ำในฤดูใบไม้ร่วงและสูงสุดในฤดูใบไม้ผลิ

คุณสมบัติที่เป็นลักษณะเฉพาะของบรรยากาศคือเนื้อหาของก๊าซหลัก (ไนโตรเจน, ออกซิเจน, อาร์กอน) เปลี่ยนแปลงเล็กน้อยตามระดับความสูง: ที่ระดับความสูง 65 กม. ในบรรยากาศปริมาณไนโตรเจนคือ 86%, ออกซิเจน - 19, อาร์กอน - 0.91 ที่ระดับความสูง 95 กม. - ไนโตรเจน 77, ออกซิเจน - 21.3, อาร์กอน - 0.82% ความสม่ำเสมอขององค์ประกอบของอากาศในบรรยากาศในแนวตั้งและแนวนอนนั้นได้รับการดูแลโดยการผสม

นอกจากก๊าซแล้วในอากาศยังประกอบด้วย ไอน้ำและ อนุภาค. อย่างหลังสามารถมีต้นกำเนิดทั้งจากธรรมชาติและประดิษฐ์ (มานุษยวิทยา) สิ่งเหล่านี้ได้แก่ ละอองเกสร ผลึกเกลือเล็กๆ ฝุ่นบนถนน และละอองลอยเจือปน เมื่อแสงแดดลอดผ่านหน้าต่าง สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า

โดยเฉพาะฝุ่นละอองในอากาศในเมืองใหญ่และขนาดใหญ่ ศูนย์อุตสาหกรรมโดยที่การปล่อยก๊าซที่เป็นอันตรายและสิ่งสกปรกที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงจะถูกเพิ่มเข้าไปในละอองลอย

ความเข้มข้นของละอองลอยในชั้นบรรยากาศจะกำหนดความโปร่งใสของอากาศ ซึ่งส่งผลต่อรังสีดวงอาทิตย์ที่ส่องถึงพื้นผิวโลก ละอองลอยที่ใหญ่ที่สุดคือนิวเคลียสการควบแน่น (จาก lat. การควบแน่น- การบดอัดทำให้หนาขึ้น) - มีส่วนช่วยเปลี่ยนไอน้ำให้เป็นหยดน้ำ

ค่าของไอน้ำถูกกำหนดโดยข้อเท็จจริงที่ว่าไอน้ำจะชะลอความยาวคลื่นยาวเป็นหลัก การแผ่รังสีความร้อนพื้นผิวโลก แสดงถึงการเชื่อมโยงหลักของวงจรความชื้นขนาดใหญ่และขนาดเล็ก เพิ่มอุณหภูมิอากาศระหว่างการควบแน่นของเตียงน้ำ

ปริมาณไอน้ำในบรรยากาศแปรผันตามเวลาและพื้นที่ ดังนั้นความเข้มข้นของไอน้ำที่พื้นผิวโลกจึงอยู่ในช่วงตั้งแต่ 3% ในเขตร้อนถึง 2-10 (15)% ในทวีปแอนตาร์กติกา

ปริมาณไอน้ำโดยเฉลี่ยในแนวตั้งของบรรยากาศในละติจูดเขตอบอุ่นอยู่ที่ประมาณ 1.6-1.7 ซม. (นี่คือความหนาของชั้นไอน้ำควบแน่น) ข้อมูลไอน้ำในชั้นบรรยากาศต่างๆ มีความขัดแย้ง ตัวอย่างเช่น สันนิษฐานว่าในช่วงระดับความสูงตั้งแต่ 20 ถึง 30 กม. ความชื้นจำเพาะจะเพิ่มขึ้นอย่างมากตามระดับความสูง อย่างไรก็ตาม การตรวจวัดในภายหลังบ่งชี้ว่าชั้นสตราโตสเฟียร์มีความแห้งมากขึ้น เห็นได้ชัดว่าความชื้นจำเพาะในชั้นสตราโตสเฟียร์ขึ้นอยู่กับระดับความสูงเพียงเล็กน้อย โดยอยู่ที่ 2-4 มก./กก.

ความแปรปรวนของปริมาณไอน้ำในโทรโพสเฟียร์ถูกกำหนดโดยปฏิกิริยาของกระบวนการระเหย การควบแน่น และการขนส่งในแนวนอน จากการควบแน่นของไอน้ำ ทำให้เกิดเมฆและปริมาณน้ำฝนที่ตกลงมาในรูปของฝน ลูกเห็บ และหิมะ

กระบวนการ การเปลี่ยนเฟสน้ำไหลส่วนใหญ่อยู่ในชั้นโทรโพสเฟียร์ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเมฆในชั้นสตราโตสเฟียร์ (ที่ระดับความสูง 20-30 กม.) และชั้นมีโซสเฟียร์ (ใกล้ชั้นมีโซพอส) ที่เรียกว่าสีมุกและสีเงินจึงไม่ค่อยสังเกตพบ ในขณะที่เมฆชั้นโทรโพสเฟียร์มักจะปกคลุมประมาณ 50% ของ พื้นผิวโลกทั้งหมด

ปริมาณไอน้ำที่สามารถกักเก็บอยู่ในอากาศได้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของอากาศ

อากาศ 1 m 3 ที่อุณหภูมิ -20 ° C สามารถมีน้ำได้ไม่เกิน 1 กรัม ที่ 0 °C - ไม่เกิน 5 กรัม ที่ +10 °C - ไม่เกิน 9 กรัม ที่ +30 °C - น้ำไม่เกิน 30 กรัม

บทสรุป:ยิ่งอุณหภูมิอากาศสูง ไอน้ำก็จะยิ่งกักเก็บได้มากขึ้นเท่านั้น

อากาศอาจจะ รวยและ ไม่อิ่มตัวไอน้ำ ดังนั้นหากที่อุณหภูมิ +30 °C อากาศ 1 m 3 มีไอน้ำ 15 กรัมอากาศจะไม่อิ่มตัวด้วยไอน้ำ ถ้า 30 กรัม - อิ่มตัว

ความชื้นสัมบูรณ์คือปริมาณไอน้ำที่มีอยู่ในอากาศ 1 ลบ.ม. มันแสดงเป็นกรัม ตัวอย่างเช่น หากพวกเขาพูดว่า “ความชื้นสัมพัทธ์คือ 15” หมายความว่า 1 มล. มีไอน้ำ 15 กรัม

ความชื้นสัมพัทธ์- นี่คืออัตราส่วน (เป็นเปอร์เซ็นต์) ของปริมาณไอน้ำที่แท้จริงในอากาศ 1 m 3 ต่อปริมาณไอน้ำที่สามารถบรรจุได้ใน 1 m L ที่อุณหภูมิที่กำหนด ตัวอย่างเช่น หากวิทยุกระจายเสียงรายงานสภาพอากาศว่าความชื้นสัมพัทธ์อยู่ที่ 70% นั่นหมายความว่าอากาศมีไอน้ำอยู่ถึง 70% ของไอน้ำที่สามารถกักเก็บได้ที่อุณหภูมินั้น

ยิ่งความชื้นสัมพัทธ์สูงขึ้นเช่น ยิ่งอากาศเข้าใกล้สภาวะอิ่มตัวมากเท่าใด ฝนก็จะยิ่งมีแนวโน้มมากขึ้นเท่านั้น

สังเกตความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศสูงเสมอ (สูงถึง 90%) เขตเส้นศูนย์สูตรเนื่องจากอุณหภูมิอากาศยังคงสูงตลอดทั้งปีและการระเหยขนาดใหญ่เกิดขึ้นจากพื้นผิวมหาสมุทร ความชื้นสัมพัทธ์สูงเช่นเดียวกันก็อยู่ในบริเวณขั้วโลกด้วยแต่เพราะว่าเมื่อใด อุณหภูมิต่ำแม้ไอน้ำเพียงเล็กน้อยก็ทำให้อากาศอิ่มตัวหรือใกล้อิ่มตัวแล้ว ในละติจูดเขตอบอุ่น ความชื้นสัมพัทธ์จะแตกต่างกันไปตามฤดูกาล โดยจะสูงขึ้นในฤดูหนาว และลดลงในฤดูร้อน

ความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศในทะเลทรายต่ำเป็นพิเศษ: ในอากาศ 1 ม. 1 มีไอน้ำน้อยกว่าอุณหภูมิที่กำหนดสองถึงสามเท่า

ในการวัดความชื้นสัมพัทธ์จะใช้ไฮโกรมิเตอร์ (จากภาษากรีก hygros - เปียกและ metreco - ฉันวัด)

เมื่อเย็นลง อากาศอิ่มตัวจะไม่สามารถกักเก็บไอน้ำในปริมาณเท่าเดิมได้ แต่จะข้นขึ้น (ควบแน่น) กลายเป็นละอองหมอก สามารถสังเกตเห็นหมอกได้ในช่วงฤดูร้อนในคืนที่อากาศแจ่มใสและเย็นสบาย

เมฆ- นี่คือหมอกเดียวกัน เพียงแต่ไม่ได้ก่อตัวที่พื้นผิวโลก แต่อยู่ที่ความสูงระดับหนึ่ง เมื่ออากาศเพิ่มขึ้น อากาศจะเย็นลงและไอน้ำในนั้นก็จะควบแน่น หยดน้ำเล็กๆ ที่เกิดขึ้นนั้นประกอบกันเป็นเมฆ

การก่อตัวของเมฆก็เกี่ยวข้องด้วย อนุภาคแขวนลอยอยู่ในชั้นโทรโพสเฟียร์

เมฆก็อาจจะมี รูปร่างที่แตกต่างกันซึ่งขึ้นอยู่กับเงื่อนไขของการก่อตัว (ตารางที่ 14)

เมฆต่ำสุดและหนักที่สุดคือชั้นเมฆ ตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 2 กม. จากพื้นผิวโลก ที่ระดับความสูง 2 ถึง 8 กม. คุณสามารถสังเกตเห็นเมฆคิวมูลัสที่งดงามยิ่งขึ้น เมฆที่สูงที่สุดและเบาที่สุดคือเมฆเซอร์รัส ตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 8 ถึง 18 กม. ข้างต้น พื้นผิวโลก.

ครอบครัว	เมฆบางชนิด	รูปร่าง
ก. เมฆตอนบน - สูงกว่า 6 กม	ไอ. เซอร์รัส	มีลักษณะคล้ายเส้นไหม มีเส้นใย สีขาว
	ครั้งที่สอง ซีโรคิวมูลัส	ชั้นและสันเป็นเกล็ดและลอนเล็ก ๆ สีขาว
	ที่สาม ซีโรสเตรตัส	ผ้าคลุมสีขาวใส
B. เมฆระดับกลาง - สูงกว่า 2 กม	IV. อัลโตคิวมูลัส	ชั้นและสันเป็นสีขาวและสีเทา
	V. อัลโตสเตรท	ผ้าคลุมเรียบสีเทานม
B. เมฆต่ำ - สูงสุด 2 กม	วี. นิมโบสเตรตัส	ชั้นสีเทาไร้รูปร่างที่เป็นของแข็ง
	ปกเกล้าเจ้าอยู่หัว สเตรโตคิวมูลัส	ชั้นที่ไม่โปร่งใสและสันสีเทา
	8. เป็นชั้นๆ	ผ้าคลุมสีเทาไม่โปร่งแสง
D. เมฆแห่งการพัฒนาในแนวดิ่ง - จากล่างขึ้นบน	ทรงเครื่อง คิวมูลัส	กระบองและโดมมีสีขาวสว่างและมีขอบฉีกขาดตามสายลม
	X.คิวมูโลนิมบัส	มวลสีตะกั่วเข้มที่มีรูปทรงคิวมูลัสอันทรงพลัง

การป้องกันบรรยากาศ

แหล่งที่มาหลักคือ สถานประกอบการอุตสาหกรรมและรถยนต์ ใน เมืองใหญ่ปัญหาการปนเปื้อนของก๊าซหลัก เส้นทางการขนส่งมันคมมาก นั่นคือสาเหตุในหลาย ๆ เมืองใหญ่ๆทั่วโลก รวมถึงในประเทศของเรา ได้มีการนำการควบคุมสิ่งแวดล้อมสำหรับความเป็นพิษของก๊าซไอเสียจากยานพาหนะมาใช้ ตามที่ผู้เชี่ยวชาญระบุ ควันและฝุ่นในอากาศสามารถลดอุปทานลงครึ่งหนึ่ง พลังงานแสงอาทิตย์สู่พื้นผิวโลกซึ่งจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงสภาพทางธรรมชาติ

เปลือกก๊าซที่ล้อมรอบโลกของเราหรือที่เรียกว่าชั้นบรรยากาศประกอบด้วยห้าชั้นหลัก ชั้นเหล่านี้เกิดขึ้นบนพื้นผิวดาวเคราะห์ จากระดับน้ำทะเล (บางครั้งอยู่ด้านล่าง) และลอยขึ้นสู่อวกาศตามลำดับต่อไปนี้:

• โทรโพสเฟียร์;
• สตราโตสเฟียร์;
• มีโซสเฟียร์;
• เทอร์โมสเฟียร์;
• เอกโซสเฟียร์

แผนผังชั้นบรรยากาศหลักของโลก

ในระหว่างแต่ละชั้นหลักทั้ง 5 ชั้นนี้ได้แก่ โซนเปลี่ยนผ่านเรียกว่า "หยุดชั่วคราว" ซึ่งเกิดการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ องค์ประกอบ และความหนาแน่นของอากาศ นอกจากการหยุดชั่วคราวแล้ว ชั้นบรรยากาศของโลกก็เข้ามาด้วย ทั้งหมดประกอบด้วย 9 ชั้น

โทรโพสเฟียร์: ที่ซึ่งสภาพอากาศเกิดขึ้น

ในบรรดาชั้นบรรยากาศทั้งหมด ชั้นโทรโพสเฟียร์เป็นชั้นที่เราคุ้นเคยมากที่สุด (ไม่ว่าคุณจะรู้ตัวหรือไม่ก็ตาม) เนื่องจากเราอาศัยอยู่ที่ก้นบึ้งของพื้นผิวโลก มันปกคลุมพื้นผิวโลกและทอดตัวขึ้นไปเป็นระยะทางหลายกิโลเมตร คำว่าโทรโพสเฟียร์หมายถึง "การเปลี่ยนแปลงของโลก" ชื่อที่เหมาะสมมาก เนื่องจากชั้นนี้เป็นที่ที่สภาพอากาศในชีวิตประจำวันของเราเกิดขึ้น

โทรโพสเฟียร์เริ่มต้นจากพื้นผิวโลกขึ้นไปที่ความสูง 6 ถึง 20 กม. ชั้นที่สามตอนล่างซึ่งอยู่ใกล้เราที่สุด มีก๊าซในชั้นบรรยากาศถึง 50% นี่เป็นเพียงส่วนเดียวของบรรยากาศทั้งหมดที่หายใจได้ เนื่องจากพื้นผิวโลกได้รับความร้อนจากด้านล่างซึ่งดูดซับพลังงานความร้อนของดวงอาทิตย์ อุณหภูมิและความดันของโทรโพสเฟียร์จะลดลงตามระดับความสูงที่เพิ่มขึ้น

ที่ด้านบนสุดจะมีชั้นบางๆ ที่เรียกว่าโทรโพพอส (tropopause) ซึ่งเป็นเพียงตัวกั้นระหว่างชั้นโทรโพสเฟียร์และสตราโตสเฟียร์

สตราโตสเฟียร์: บ้านของโอโซน

สตราโตสเฟียร์เป็นชั้นถัดไปของชั้นบรรยากาศ มันขยายจาก 6-20 กม. ถึง 50 กม. เหนือพื้นผิวโลก นี่คือชั้นที่เครื่องบินโดยสารเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่บินและบอลลูนอากาศร้อนเดินทาง

ที่นี่อากาศไม่ไหลขึ้นลง แต่เคลื่อนที่ขนานกับพื้นผิวด้วยกระแสลมที่เร็วมาก เมื่อคุณเพิ่มขึ้น อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นเนื่องมาจากความอุดมสมบูรณ์ของโอโซน (O3) ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ ซึ่งเป็นผลพลอยได้จากรังสีดวงอาทิตย์และออกซิเจน ซึ่งมีความสามารถในการดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตที่เป็นอันตรายจากดวงอาทิตย์ (ทราบการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิตามระดับความสูงในอุตุนิยมวิทยา เป็น "การผกผัน")

เนื่องจากชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์มีอุณหภูมิที่อุ่นกว่าที่ด้านล่างและอุณหภูมิที่เย็นกว่าที่ด้านบน การพาความร้อน (การเคลื่อนที่ในแนวตั้ง มวลอากาศ) หาได้ยากในชั้นบรรยากาศส่วนนี้ ในความเป็นจริง คุณสามารถมองเห็นพายุที่กำลังโหมกระหน่ำในชั้นโทรโพสเฟียร์จากชั้นสตราโตสเฟียร์ได้ เนื่องจากชั้นนี้ทำหน้าที่เป็นฝาครอบการพาความร้อนที่ป้องกันไม่ให้เมฆพายุทะลุผ่านได้

หลังจากชั้นสตราโตสเฟียร์จะมีชั้นบัฟเฟอร์อีกครั้ง คราวนี้เรียกว่าสตราโตสเฟียร์

Mesosphere: บรรยากาศระดับกลาง

มีโซสเฟียร์อยู่ห่างจากพื้นผิวโลกประมาณ 50-80 กม. มีโซสเฟียร์ตอนบนเป็นสถานที่ตามธรรมชาติที่เย็นที่สุดในโลก โดยอุณหภูมิอาจลดลงต่ำกว่า -143°C

เทอร์โมสเฟียร์: บรรยากาศชั้นบน

หลังจากมีโซสเฟียร์และมีโซพอส ก็จะถึงเทอร์โมสเฟียร์ ซึ่งอยู่เหนือพื้นผิวโลกประมาณ 80 ถึง 700 กม. และมีอากาศน้อยกว่า 0.01% ของอากาศทั้งหมดในชั้นบรรยากาศ อุณหภูมิที่นี่สูงถึง +2000° C แต่เนื่องจากการทำให้อากาศบริสุทธิ์อย่างรุนแรงและการขาดโมเลกุลของก๊าซในการถ่ายเทความร้อน อุณหภูมิเหล่านี้ อุณหภูมิสูงถือว่าหนาวมาก

Exosphere: ขอบเขตระหว่างบรรยากาศและอวกาศ

ที่ระดับความสูงประมาณ 700-10,000 กม. เหนือพื้นผิวโลกคือเอกโซสเฟียร์ - ขอบด้านนอกของชั้นบรรยากาศซึ่งเป็นขอบเขตของอวกาศ ที่นี่ดาวเทียมตรวจอากาศโคจรรอบโลก

แล้วบรรยากาศรอบนอกล่ะ?

ไอโอโนสเฟียร์ไม่ได้เป็นชั้นที่แยกจากกัน แต่จริงๆ แล้วคำนี้ใช้เพื่ออ้างถึงบรรยากาศระหว่างระดับความสูง 60 ถึง 1,000 กม. ประกอบด้วยส่วนบนสุดของมีโซสเฟียร์ เทอร์โมสเฟียร์ทั้งหมด และส่วนหนึ่งของเอกโซสเฟียร์ ไอโอโนสเฟียร์ได้ชื่อมาเนื่องจากในส่วนนี้ของชั้นบรรยากาศที่รังสีจากดวงอาทิตย์จะแตกตัวเป็นไอออนในขณะที่มันเคลื่อนผ่าน สนามแม่เหล็กลงจอดและ. ปรากฏการณ์นี้สังเกตจากพื้นดินเป็นแสงเหนือ