Warstwy atmosfery

Jak widzieliśmy w poprzednim poście, rozszerzenie Planeta Ziemia Ma wiele warstw wewnętrznych i zewnętrznych i składa się z czterech podsystemów. Plik warstwy Ziemi znajdowali się w podsystemie geosfery. Z drugiej strony mieliśmy biosfera, ten obszar Ziemi, w którym rozwija się życie. Hydrosfera była częścią Ziemi, w której istnieje woda. Mamy tylko inny podsystem planety, atmosferę. Jakie są warstwy atmosfery? Zobaczmy.

Atmosfera to warstwa gazów otaczająca Ziemię, pełniąca różne funkcje. Jedną z tych funkcji jest fakt posiadania niezbędnej do życia ilości tlenu. Inną ważną funkcją, jaką atmosfera pełni dla istot żywych, jest ochrona nas przed promieniami słonecznymi i czynnikami zewnętrznymi z kosmosu, takimi jak mniejsze meteoryty czy asteroidy.

Kompozycja atmosfery

Atmosfera składa się z różnych gazów o różnych stężeniach. W większości składa się z azot (78%), Ale ten azot jest neutralny, to znaczy, że oddychamy nim, ale nie metabolizujemy go ani nie używamy do niczego. To, czego używamy do życia, to tlen znaleziony na poziomie 21%. Wszystkie żyjące istoty na planecie, z wyjątkiem organizmów beztlenowych, potrzebują do życia tlenu. Wreszcie atmosfera bardzo niskie stężenie (1%) z innych gazów, takich jak para wodna, argon i dwutlenek węgla.

Jak widzieliśmy w artykule na temat ciśnienie atmosferycznePowietrze jest ciężkie i dlatego w dolnych warstwach atmosfery jest więcej powietrza, ponieważ powietrze z góry wypycha powietrze poniżej i jest gęstsze na powierzchni. To z tego powodu 75% całkowitej masy atmosfery znajduje się między powierzchnią ziemi a pierwszymi 11 kilometrami wysokości. Wraz ze wzrostem wysokości atmosfera staje się coraz mniej gęsta i cieńsza, jednak nie ma linii, które wyznaczają różne warstwy atmosfery, a raczej zmieniają się skład i warunki. Linia Karmana, wysoki na około 100 km, uważany jest za koniec atmosfery ziemskiej i początek przestrzeni kosmicznej.

Jakie są warstwy atmosfery?

Jak powiedzieliśmy wcześniej, podczas wznoszenia się znajdujemy różne warstwy atmosfery. Każdy ze swoim składem, gęstością i funkcją. Atmosfera ma pięć warstw: Troposfera, stratosfera, mezosfera, termosfera i egzosfera.

Troposfera

Pierwszą warstwą atmosfery jest troposfera i jest nią najbliżej powierzchni ziemi i dlatego żyjemy w tej warstwie. Rozciąga się od poziomu morza do około 10-15 km wysokości. To w troposferze życie rozwija się na planecie. Poza troposferą warunki nie pozwalają na rozwój życia. Temperatura i ciśnienie atmosferyczne w troposferze maleją, gdy zwiększamy wysokość, na której się znajdujemy.

Zjawiska meteorologiczne, jakie znamy, zachodzą w troposferze, ponieważ stamtąd chmury się nie rozwijają. Te zjawiska meteorologiczne powstają w wyniku nierównomiernego ogrzewania powodowanego przez słońce w różnych regionach planety. Taka sytuacja powoduje konwekcja prądów i wiatrów, które wraz ze zmianami ciśnienia i temperatury powodują burzliwe cyklony. Samoloty latają wewnątrz troposfery i jak już wcześniej nazwaliśmy, poza troposferą nie tworzą się żadne chmury, więc nie ma opadów ani burz.

W najwyższej części troposfery znajdujemy warstwę graniczną zwaną tropopauza. W tej warstwie granicznej temperatura osiąga bardzo stabilne wartości minimalne. Dlatego wielu naukowców nazywa tę warstwę jako „Warstwa termiczna” Ponieważ odtąd para wodna w troposferze nie może już się unosić, ponieważ jest uwięziona, gdy zmienia się z pary w lód. Gdyby nie tropopauza, nasza planeta mogłaby stracić wodę, którą mamy, wyparowując i migrując w przestrzeń kosmiczną. Można powiedzieć, że tropopauza jest niewidzialną barierą, która utrzymuje stabilne warunki i pozwala wodzie pozostawać w zasięgu ręki.

Stratosfera

Kontynuując analizę warstw atmosfery, znajdujemy teraz stratosferę. Występuje z tropopauzy i rozciąga się od 10-15 km wysokości do 45-50 km. Temperatura w stratosferze jest wyższa w górnej części niż w dolnej, ponieważ wraz ze wzrostem wysokości pochłania więcej promieni słonecznych, a temperatura wzrasta. To jest do powiedzenia, zachowanie temperatury na wysokości jest odwrotne niż w troposferze. Zaczyna stabilnie, ale nisko, a wraz ze wzrostem wysokości temperatura rośnie.

Następuje pochłanianie promieni świetlnych warstwa ozonowa który ma od 30 do 40 km wysokości. Warstwa ozonowa to nic innego jak obszar, w którym stężenie ozonu stratosferycznego jest znacznie wyższe niż w pozostałej części atmosfery. Ozon jest czym chroni nas przed szkodliwymi promieniami słońcaAle jeśli ozon pojawia się na powierzchni ziemi, jest silnym zanieczyszczeniem atmosferycznym, które powoduje choroby skóry, układu oddechowego i sercowo-naczyniowego.

W stratosferze nie ma prawie żadnego ruchu w pionowym kierunku powietrza, ale wiatry w kierunku poziomym mogą sięgać często 200 km / h. Problem z tym wiatrem polega na tym, że każda substancja, która dociera do stratosfery, jest rozproszona po całej planecie. Przykładem tego są CFC. Te gazy złożone z chloru i fluoru niszczą warstwę ozonową i rozprzestrzeniają się po całej planecie z powodu silnych wiatrów ze stratosfery.

Na końcu stratosfery jest stratopauza. Jest to obszar atmosfery, w którym kończą się wysokie stężenia ozonu, a temperatura staje się bardzo stabilna (powyżej 0 stopni Celsjusza). Stratopauza ustępuje miejsca mezosferze.

Mezosfera

Jest to warstwa atmosfery, która rozciąga się od 50 km do mniej więcej 80 km. Zachowanie temperatury w mezosferze jest podobne do zachowania w troposferze, ponieważ obniża się ona w górę. Ta warstwa atmosfery, mimo że jest zimna, jest w stanie zatrzymać meteoryty wpadając do atmosfery, w której płoną, zostawiają w ten sposób ślady ognia na nocnym niebie.

Od tego czasu mezosfera jest najcieńszą warstwą atmosfery zawiera tylko 0,1% całkowitej masy powietrza aw niej można osiągnąć temperatury do -80 stopni. W tej warstwie zachodzą ważne reakcje chemiczne, a ze względu na małą gęstość powietrza powstają różne turbulencje, które pomagają statkom kosmicznym w powrocie na Ziemię, ponieważ zaczynają dostrzegać strukturę wiatrów tła, a nie tylko hamulec aerodynamiczny. statku.

Na końcu mezosfery jest mezopauza. Jest to warstwa graniczna, która oddziela mezosferę od termosfery. Znajduje się na wysokości około 85-90 km i panuje w nim stabilna i bardzo niska temperatura. W warstwie tej zachodzą reakcje chemiluminescencji i aeroluminescencji.

termosfera

To najszersza warstwa atmosfery. Rozciąga się od 80-90 km do 640 km. W tym momencie nie ma już prawie żadnego powietrza, a cząsteczki znajdujące się w tej warstwie są jonizowane przez promieniowanie ultrafioletowe. Ta warstwa jest również nazywana jonosfera z powodu zderzeń jonów, które w nim zachodzą. Jonosfera ma duży wpływ na propagacja fal radiowych. Część energii wypromieniowanej przez nadajnik w kierunku jonosfery jest pochłaniana przez zjonizowane powietrze, a inna jest załamywana lub odchylana z powrotem w kierunku powierzchni Ziemi.

Temperatura w termosferze jest bardzo wysoka, osiąga do tysięcy stopni Celsjusza. Wszystkie cząsteczki znajdujące się w termosferze są silnie naładowane energią promieni słonecznych. Stwierdzamy również, że gazy nie są równomiernie rozproszone, jak ma to miejsce w przypadku poprzednich warstw atmosfery.

W termosferze znajdujemy magnetosfera. Jest to obszar atmosfery, w którym pole grawitacyjne Ziemi chroni nas przed wiatrem słonecznym.

Egzosfera

Ostatnią warstwą atmosfery jest egzosfera. Jest to warstwa najbardziej oddalona od powierzchni Ziemi i ze względu na swoją wysokość jest najbardziej nieokreślona i dlatego nie jest sama w sobie uważana za warstwę atmosfery. Rozciąga się mniej więcej od 600-800 km wysokości do 9.000 10.000-XNUMX XNUMX km. Tym jest ta warstwa atmosfery oddziela Ziemię od kosmosu aw niej atomy uciekają. Składa się głównie z wodoru.

Jak widzisz, w warstwach atmosfery zachodzą różne zjawiskasi mają różne funkcje. Od deszczu, wiatrów i ciśnień, poprzez warstwę ozonową i promienie ultrafioletowe, każda z warstw atmosfery ma swoją funkcję, która sprawia, że ​​życie na planecie jest takie, jakie znamy.

Historia atmosfery

La atmosfera które znamy dzisiaj nie zawsze tak było. Od powstania planety Ziemia do dnia dzisiejszego minęły miliony lat, a to spowodowało zmiany w składzie atmosfery.

Pierwsza ziemska atmosfera powstała z największego i najdłużej trwającego deszczu w historii, który utworzył oceany. Skład atmosfery przed powstaniem życia, jakie znamy, składał się głównie z metanu. Wtedy tak się dzieje ponad 2.300 miliarda latorganizmy, które przetrwały te warunki, były organizmami metanogeny i substancje anoksyczneto znaczy, że nie potrzebowali tlenu do życia. Obecnie metanogeny żyją w osadach jezior lub żołądkach krów, w których nie ma tlenu. Planeta Ziemia była jeszcze bardzo młoda i mniej świeciło słońce, jednak stężenie metanu w atmosferze było takie około 600 razy więcej niż obecnie w przypadku zanieczyszczeń. To przełożyło się na efekt cieplarniany na tyle silny, że był w stanie podnieść globalne temperatury, ponieważ metan zatrzymuje dużo ciepła.

Później, wraz z rozprzestrzenianiem cyjanobakterie i algi, planeta wypełniła się tlenem i zmieniała skład atmosfery, aż stopniowo stała się tym, czym mamy dzisiaj. Dzięki tektonice płyt reorganizacja kontynentów przyczyniła się do dystrybucji węglanów we wszystkich częściach Ziemi. I dlatego atmosfera zmieniała się z redukującej w utleniającą. Stężenie tlenu wykazywało wysokie i niskie piki, aż mniej więcej pozostawało na stałym poziomie 15%.