Πετώντας στη θερμόσφαιρα
Λόγω της εξαιρετικής αραιότητας του αέρα, οι πτήσεις πάνω από τη γραμμή Κάρμαν είναι δυνατές μόνο κατά μήκος βαλλιστικών τροχιών. Όλες οι επανδρωμένες τροχιακές πτήσεις (εκτός από τις πτήσεις προς τη Σελήνη) πραγματοποιούνται στη θερμόσφαιρα, κυρίως σε υψόμετρα από 200 έως 500 km - κάτω από 200 km επηρεάζεται έντονα η επιβραδυντική επίδραση του αέρα και πάνω από 500 km υπάρχουν ζώνες ακτινοβολίας που έχουν βλαβερή επίδραση στους ανθρώπους.
Οι μη επανδρωμένοι δορυφόροι πετούν επίσης ως επί το πλείστον στη θερμόσφαιρα - η τοποθέτηση ενός δορυφόρου σε υψηλότερη τροχιά απαιτεί περισσότερη ενέργεια, επιπλέον, για πολλούς σκοπούς (για παράδειγμα, για την τηλεπισκόπηση της Γης), είναι προτιμότερο ένα χαμηλό υψόμετρο.
Η υψηλή θερμοκρασία του αέρα στη θερμόσφαιρα δεν είναι τρομερή για τα αεροσκάφη, επειδή λόγω της έντονης αραίωσης του αέρα, πρακτικά δεν αλληλεπιδρά με το δέρμα του αεροσκάφους, δηλαδή η πυκνότητα του αέρα δεν είναι αρκετή για να θερμανθεί φυσικό σώμα, αφού ο αριθμός των μορίων είναι πολύ μικρός και η συχνότητα των συγκρούσεων τους με το κύτος του πλοίου (αντίστοιχα η μεταφορά θερμικής ενέργειας) μικρή.
Η έρευνα θερμόσφαιρας πραγματοποιείται επίσης με τη βοήθεια του
Μεσόσφαιρα
Τοποθετημένο πάνω από τη στρατόσφαιρα, είναι ένα κέλυφος στο οποίο, σε ύψος 80-85 km, η θερμοκρασία πέφτει στο ελάχιστο για την ατμόσφαιρα συνολικά. Χαμηλές θερμοκρασίες ρεκόρ έως και -110°C καταγράφηκαν από μετεωρολογικούς πυραύλους που εκτοξεύτηκαν από την αμερικανοκαναδική εγκατάσταση στο Fort Churchill (Καναδάς). Το ανώτερο όριο της μεσόσφαιρας (μεσόπαυση) συμπίπτει χονδρικά με χαμηλότερο όριοπεριοχές ενεργού απορρόφησης ακτίνων Χ και της μικρότερης μήκους κύματος υπεριώδους ακτινοβολίας του Ήλιου, η οποία συνοδεύεται από θέρμανση και ιονισμό του αερίου.
Στις πολικές περιοχές το καλοκαίρι εμφανίζονται συχνά συστήματα νεφών στη μεσόπαυση, τα οποία καταλαμβάνουν μεγάλη έκταση, αλλά έχουν μικρή κατακόρυφη ανάπτυξη. Τέτοια σύννεφα που λάμπουν τη νύχτα συχνά καθιστούν δυνατό τον εντοπισμό μεγάλης κλίμακας κυματιστών κινήσεων αέρα στη μεσόσφαιρα. Η σύνθεση αυτών των νεφών, οι πηγές υγρασίας και οι πυρήνες συμπύκνωσης, η δυναμική και η σχέση τους με μετεωρολογικούς παράγοντες δεν έχουν ακόμη μελετηθεί επαρκώς.
Θερμόσφαιρα
Είναι ένα στρώμα της ατμόσφαιρας στο οποίο η θερμοκρασία αυξάνεται συνεχώς. Η ισχύς του μπορεί να φτάσει τα 600 χλμ. Η πίεση και, κατά συνέπεια, η πυκνότητα ενός αερίου μειώνονται συνεχώς με το ύψος. Κοντά στην επιφάνεια της γης, 1 m3 αέρα περιέχει περίπου. 2,5×1025 μόρια, σε ύψος περ. 100 km, στα κατώτερα στρώματα της θερμόσφαιρας - περίπου 1019, σε υψόμετρο 200 km, στην ιονόσφαιρα - 5×1015 και, σύμφωνα με υπολογισμούς, σε υψόμετρο περίπου. 850 km - περίπου 1012 μόρια. Στον διαπλανητικό χώρο, η συγκέντρωση των μορίων είναι 108-109 ανά 1 m3.
Σε ύψος περίπου. 100 km, ο αριθμός των μορίων είναι μικρός και σπάνια συγκρούονται μεταξύ τους. Η μέση απόσταση που διανύει ένα τυχαία κινούμενο μόριο πριν συγκρουστεί με άλλο παρόμοιο μόριο ονομάζεται μέση ελεύθερη διαδρομή του. Το στρώμα στο οποίο αυτή η τιμή αυξάνεται τόσο πολύ που μπορεί να αγνοηθεί η πιθανότητα διαμοριακών ή διατομικών συγκρούσεων βρίσκεται στο όριο μεταξύ της θερμόσφαιρας και του υπερκείμενου κελύφους (εξώσφαιρα) και ονομάζεται θερμική παύση. Η θερμόπαυση βρίσκεται περίπου 650 km από την επιφάνεια της γης.
Σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, η ταχύτητα της κίνησης ενός μορίου εξαρτάται από τη μάζα του: τα ελαφρύτερα μόρια κινούνται πιο γρήγορα από τα βαρύτερα. Στην κατώτερη ατμόσφαιρα, όπου η ελεύθερη διαδρομή είναι πολύ μικρή, δεν υπάρχει αξιοσημείωτος διαχωρισμός των αερίων ανάλογα με το μοριακό τους βάρος, αλλά εκφράζεται πάνω από 100 km. Επιπλέον, υπό την επίδραση της υπεριώδους και ακτινοβολία ακτίνων ΧΣτον ήλιο, τα μόρια οξυγόνου διασπώνται σε άτομα, η μάζα των οποίων είναι η μισή μάζα του μορίου. Επομένως, καθώς απομακρύνεται από την επιφάνεια της Γης, το ατομικό οξυγόνο αποκτά τα πάντα μεγαλύτερη αξίαστην ατμόσφαιρα και σε ύψος περ. Τα 200 km γίνονται το κύριο συστατικό του. Πιο ψηλά, σε απόσταση περίπου 1200 km από την επιφάνεια της Γης, κυριαρχούν τα ελαφρά αέρια - ήλιο και υδρογόνο. Αποτελούν το εξωτερικό στρώμα της ατμόσφαιρας. Αυτός ο διαχωρισμός κατά βάρος, που ονομάζεται διάχυτος διαχωρισμός, μοιάζει με τον διαχωρισμό μιγμάτων με χρήση φυγόκεντρου.
Εξώσφαιρα
εξώσφαιραονομάζεται το εξωτερικό στρώμα της ατμόσφαιρας, που κατανέμεται με βάση τις αλλαγές στη θερμοκρασία και τις ιδιότητες του ουδέτερου αερίου. Τα μόρια και τα άτομα στην εξώσφαιρα περιστρέφονται γύρω από τη Γη σε βαλλιστικές τροχιές υπό την επίδραση της βαρύτητας. Μερικές από αυτές τις τροχιές είναι παραβολικές και παρόμοιες με τις τροχιές των βλημάτων. Τα μόρια μπορούν να περιστρέφονται γύρω από τη Γη και σε ελλειπτικές τροχιές, όπως οι δορυφόροι. Μερικά μόρια, κυρίως υδρογόνο και ήλιο, έχουν ανοιχτές τροχιές και πηγαίνουν στο διάστημα.
Η Γη περιβάλλεται από μια τεράστια μαγνητόσφαιρα, στη μέση της οποίας υπάρχει μια ζώνη ακτινοβολίας και μια ατμόσφαιρα. Εξετάστε αυτά τα τρία συστατικά εξωτερική δομήΓη.
Η γη περιβάλλεται από ένα αέριο κέλυφος, το οποίο ονομάζεται ατμόσφαιρα (από τα ελληνικά ατμός - ατμός και σφαῖρα - μπάλα). Η ατμόσφαιρα καθορίζει τον καιρό και το κλίμα στην επιφάνεια της Γης. Αποτελείται κυρίως από αέρια και διάφορες ακαθαρσίες (σκόνη, σταγόνες νερού, παγοκρύσταλλοι, θαλασσινά άλατα, προϊόντα καύσης), η ποσότητα των οποίων δεν είναι σταθερή. Η συγκέντρωση των αερίων που συνθέτουν την ατμόσφαιρα είναι σχεδόν σταθερή, με εξαίρεση το νερό (H2O) και το διοξείδιο του άνθρακα (CO2).
Το πάχος της ατμόσφαιρας είναι 1500 km από την επιφάνεια της Γης. Η συνολική μάζα του αέρα, δηλαδή ένα μείγμα αερίων που συνθέτουν την ατμόσφαιρα, είναι (5,1-5,3) × 1015 τόνοι Η πίεση στους 0 ° C στο επίπεδο της θάλασσας είναι 1013,25 hPa. κρίσιμη θερμοκρασία −140,7°С; κρίσιμη πίεση 3,7 MPa. Διαλυτότητα αέρα στο νερό στους 0°C - 0,036%, στους 25°C - 0,22%.
Καθώς το υψόμετρο αυξάνεται, η πυκνότητα του αέρα και Ατμοσφαιρική πίεσημείωση. Η θερμοκρασία αλλάζει επίσης με την αλλαγή του υψομέτρου. Η κατακόρυφη δομή της ατμόσφαιρας χαρακτηρίζεται από διαφορετικές θερμοκρασιακές και ηλεκτρικές ιδιότητες, διαφορετικές συνθήκες αέρα. Ανάλογα με τη θερμοκρασία στην ατμόσφαιρα, διακρίνονται τα ακόλουθα κύρια στρώματα: τροπόσφαιρα, στρατόσφαιρα, μεσόσφαιρα, θερμόσφαιρα, εξώσφαιρα (σφαίρα σκέδασης). Οι μεταβατικές περιοχές της ατμόσφαιρας μεταξύ γειτονικών κελυφών ονομάζονται τροπόπαυση, στρατόπαυση κ.λπ., αντίστοιχα.
Τροποσφαίρα
Αυτό είναι το χαμηλότερο, πιο μελετημένο στρώμα της ατμόσφαιρας, με ύψος 8-10 km στις πολικές περιοχές, έως 10-12 km σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη και 16-18 km στον ισημερινό. Σχεδόν όλοι οι υδρατμοί συγκεντρώνονται στην τροπόσφαιρα. Όταν ανεβαίνει κάθε 100 m, η θερμοκρασία στην τροπόσφαιρα πέφτει κατά μέσο όρο 0,65 ° και φτάνει τους -53 ° C στο πάνω μέρος. Αυτό το ανώτερο στρώμα της τροπόσφαιρας ονομάζεται τροπόπαυση. Στρατόσφαιρα
Αυτό το στρώμα της ατμόσφαιρας βρίσκεται σε υψόμετρο 11 έως 50 km. Υπάρχουν δύο χαρακτηριστικές αλλαγές θερμοκρασίας στη στρατόσφαιρα, η μία σε υψόμετρο 11-25 km (−56,5 C), η άλλη σε υψόμετρο 25-40 km (0,8 ° C). Έχοντας φτάσει σε μηδενική θερμοκρασία (0°C) σε υψόμετρο περίπου 40 km, παραμένει σταθερή μέχρι υψόμετρο περίπου 55 km. Αυτή η περιοχή σταθερή θερμοκρασίαονομάζεται στρατόπαυση και είναι το όριο μεταξύ της στρατόσφαιρας και της μεσόσφαιρας. Το στρώμα του όζοντος βρίσκεται στη στρατόσφαιρα σε υψόμετρο από 15-20 έως 55-60 km, γεγονός που καθορίζει το ανώτερο όριο της ζωής στη βιόσφαιρα. Σε υψόμετρο περίπου 30 km, ως αποτέλεσμα φωτοχημικών αντιδράσεων, σχηματίζεται -O3, το οποίο απορροφά την υπεριώδη ακτινοβολία (180-200 nm), η οποία είναι επιβλαβής για τη ζωή. Ως αποτέλεσμα, η ενέργεια των βραχέων κυμάτων μετασχηματίζεται, τα μαγνητικά πεδία αλλάζουν, τα μόρια διασπώνται, ο ιονισμός, ο νέος σχηματισμός αερίων και άλλων χημικών ενώσεων εμφανίζεται. Αυτές οι διεργασίες μπορούν να παρατηρηθούν με τη μορφή βόρειων φώτων, κεραυνών και άλλων λάμψεων.
Μεσόσφαιρα
Αυτό το τμήμα της ατμόσφαιρας ξεκινά από υψόμετρο 50 km και εκτείνεται έως και 80-90 km. Η θερμοκρασία του αέρα πέφτει σε ύψος 75-85 km έως -88°C.Καθώς ανεβαίνουμε σε ένα ολοένα μεγαλύτερο ύψος πάνω από την επιφάνεια της Γης, φαινόμενα όπως η διάδοση του ήχου, η αεροδυναμική ανύψωση και έλξη, η μεταφορά θερμότητας με συναγωγή κ.λπ. σταδιακά εξασθενούν και στη συνέχεια εξαφανίζονται εντελώς.
Θερμόσφαιρα ή ιονόσφαιρα
Σε υψόμετρο 80-90 km έως 800 km, εμφανίζεται ισχυρός ιονισμός υπό τη δράση της ηλιακής ακτινοβολίας βραχέων κυμάτων. Επομένως, η θερμόσφαιρα ονομάζεται επίσης ιονόσφαιρα. Η ιονόσφαιρα θεωρείται η ηλεκτρομαγνητική ζώνη της Γης. Η ιονόσφαιρα αποτελείται από ένα μείγμα αερίου ουδέτερων ατόμων και μορίων (κυρίως οξυγόνο O2 και άζωτο N2) και ένα οιονεί ουδέτερο πλάσμα (ο αριθμός των αρνητικά φορτισμένων σωματιδίων είναι περίπου ίσος με τον αριθμό των θετικά φορτισμένων). Ο ιονισμός γίνεται σημαντικός ήδη σε υψόμετρο 60 km και αυξάνεται σταθερά με την απόσταση από τη Γη.
Σε σπάνια στρώματα αέρα, η διάδοση του ήχου είναι αδύνατη. Μέχρι υψόμετρα 60-90 km, εξακολουθεί να είναι δυνατή η χρήση αντίστασης αέρα και ανύψωσης για ελεγχόμενη αεροδυναμική πτήση. Αλλά, ξεκινώντας από υψόμετρα 100-130 km, οι έννοιες του αριθμού M και του ηχητικού φράγματος που είναι γνωστές σε κάθε πιλότο χάνουν το νόημά τους, αν και σε υψηλές ταχύτητες πτήσης μπορεί ακόμα να χρησιμοποιηθεί ένα αεροδυναμικό φτερό εκεί. Σε υψόμετρα 180-200 km ξεκινά η σφαίρα της αμιγώς βαλλιστικής πτήσης, η οποία μπορεί να ελεγχθεί μόνο με τη χρήση αντιδραστικών δυνάμεων. Εάν κατά τη διάρκεια μιας τέτοιας πτήσης αναπτυχθεί φυγόκεντρη δύναμη, ίσο με δύναμηβαρύτητα σε ένα δεδομένο ύψος, λοιπόν αεροσκάφοςγίνεται τεχνητός δορυφόρος της Γης.
Σε υψόμετρα άνω των 100 km, η ατμόσφαιρα στερείται επίσης μια άλλη αξιοσημείωτη ιδιότητα - την ικανότητα να απορροφά, να μεταφέρει και να μεταφέρει θερμική ενέργεια με συναγωγή (δηλαδή με ανάμειξη αέρα). Αυτό σημαίνει ότι διάφορα στοιχεία εξοπλισμού, εξοπλισμός του τροχιακού διαστημικού σταθμού δεν θα μπορούν να ψύχονται από έξω με τον τρόπο που γίνεται συνήθως σε ένα αεροπλάνο - με τη βοήθεια πίδακες αέρα και θερμαντικά σώματα αέρα. Σε τέτοιο ύψος, όπως γενικά στον χώρο, ο μόνος τρόποςΗ μεταφορά θερμότητας είναι ακτινοβολία.
Η παρουσία ελεύθερων ηλεκτρονίων στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας επηρεάζει τις ηλεκτρομαγνητικές της ιδιότητες. Με την πρώτη ματιά, μπορεί να φαίνεται ότι η παρουσία ελεύθερων ηλεκτρονίων θα δώσει στην ατμόσφαιρα τις ιδιότητες ενός αγωγού, όπως ακριβώς τα ελεύθερα κινούμενα ηλεκτρόνια σε ένα μέταλλο καθορίζουν την αγωγιμότητά του. Αλλά αυτό, φυσικά, δεν είναι έτσι: σε ένα μέταλλο, τα ηλεκτρόνια κινούνται στο περιβάλλον ενός κρυσταλλικού πλέγματος, ενώ σε ένα ιονισμένο αέριο, πραγματοποιώντας χαοτική θερμική κίνηση, εκτίθενται στο εξωτερικό ηλεκτρικό πεδίο του κύματος. Σε αυτή την περίπτωση, κάθε ηλεκτρόνιο μπορεί να θεωρηθεί ως ένα ελεύθερο σώμα που βρίσκεται στο χώρο με την αντίστοιχη μάζα και ηλεκτρικό φορτίο.
Το ρεύμα ηλεκτρονίων, ωστόσο, δεν είναι ρεύμα αγωγιμότητας, όπως θα μπορούσε να σκεφτεί κανείς. Τα ραδιοκύματα με χαμηλές συχνότητες (λιγότερες από 0) δεν μπορούν να διαδοθούν καθόλου σε ένα ιονισμένο αέριο. Η ιονόσφαιρα είναι αδιαπέραστη για αυτούς. Έχοντας φτάσει σε εκείνη την περιοχή της ιονόσφαιρας όπου εξαφανίζεται ένας συγκεκριμένος δείκτης, τα ραδιοκύματα αντανακλώνται από αυτήν.
Έχει πλέον διαπιστωθεί ότι σε ορισμένες περιοχές την υδρόγειουπάρχουν αρκετά σταθερές περιοχές με χαμηλή πυκνότητα ηλεκτρονίων, υπάρχουν τακτικοί «ιονόσφαιροι άνεμοι», υπάρχουν ιδιόμορφες κυματικές διεργασίες που μεταφέρουν τοπικές διαταραχές της ιονόσφαιρας χιλιάδες χιλιόμετρα από τον τόπο διέγερσής τους και πολλά άλλα.
Ωστόσο, όσο περισσότερο προχωρούν οι επιστήμονες στη μελέτη της ιονόσφαιρας, τόσο περισσότερα ερωτήματα προκύπτουν. Ιδιαίτερα πολλά ανεξερεύνητα στον τομέα της συμπεριφοράς και των ιδιοτήτων της πολικής ιονόσφαιρας. Για παράδειγμα, οι πηγές ιονισμού κατά τη διάρκεια της πολικής νύχτας δεν είναι πλήρως κατανοητές, οι μηχανισμοί μεταφοράς φορτισμένων σωματιδίων σε αυτές τις περιοχές δεν έχουν μελετηθεί επαρκώς και η αντίδραση της πολικής ιονόσφαιρας σε διαταραχές της ηλιακής δραστηριότητας και του ηλιακού ανέμου πρέπει να μελετηθεί. .
Εξώσφαιρα
Αυτό το εξωτερικό τμήμα της θερμόσφαιρας είναι η ζώνη διασποράς, η οποία βρίσκεται πάνω από 800 km. Το αέριο στην εξώσφαιρα είναι πολύ σπάνιο, και ως εκ τούτου τα σωματίδια του διαρρέουν στον διαπλανητικό χώρο (διασπορά).Ατμόσφαιρα(από την ελληνική ατμόσφαιρα - ατμός και σφάρια - μπάλα) - το κέλυφος αέρα της Γης, που περιστρέφεται μαζί του. Η ανάπτυξη της ατμόσφαιρας συνδέθηκε στενά με τις γεωλογικές και γεωχημικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στον πλανήτη μας, καθώς και με τις δραστηριότητες των ζωντανών οργανισμών.
Το κατώτερο όριο της ατμόσφαιρας συμπίπτει με την επιφάνεια της Γης, αφού ο αέρας διεισδύει στους μικρότερους πόρους του εδάφους και διαλύεται ακόμη και στο νερό.
Το ανώτερο όριο σε υψόμετρο 2000-3000 km περνά σταδιακά στο διάστημα.
Η πλούσια σε οξυγόνο ατμόσφαιρα καθιστά δυνατή τη ζωή στη Γη. Το ατμοσφαιρικό οξυγόνο χρησιμοποιείται στη διαδικασία της αναπνοής από ανθρώπους, ζώα και φυτά.
Αν δεν υπήρχε ατμόσφαιρα, η Γη θα ήταν τόσο ήσυχη όσο το φεγγάρι. Άλλωστε, ο ήχος είναι η δόνηση των σωματιδίων του αέρα. Το μπλε χρώμα του ουρανού οφείλεται ακτίνες ηλίου, περνώντας από την ατμόσφαιρα, όπως μέσα από φακό, αποσυντίθενται σε συστατικά χρώματα. Σε αυτή την περίπτωση, οι ακτίνες των μπλε και μπλε χρωμάτων είναι διάσπαρτες περισσότερο από όλα.
Η ατμόσφαιρα καθυστερεί πλέονυπεριώδη ακτινοβολία από τον ήλιο, η οποία έχει επιζήμια επίδραση στους ζωντανούς οργανισμούς. Διατηρεί επίσης τη θερμότητα στην επιφάνεια της Γης, εμποδίζοντας τον πλανήτη μας να κρυώσει.
Η δομή της ατμόσφαιρας
Στην ατμόσφαιρα διακρίνονται πολλά στρώματα, τα οποία διαφέρουν ως προς την πυκνότητα και την πυκνότητα (Εικ. 1).
Τροποσφαίρα
Τροποσφαίρα- το χαμηλότερο στρώμα της ατμόσφαιρας, του οποίου το πάχος πάνω από τους πόλους είναι 8-10 km, σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη - 10-12 km και πάνω από τον ισημερινό - 16-18 km.
Ρύζι. 1. Η δομή της ατμόσφαιρας της Γης
Ο αέρας στην τροπόσφαιρα θερμαίνεται από την επιφάνεια της γης, δηλαδή από το έδαφος και το νερό. Επομένως, η θερμοκρασία του αέρα σε αυτό το στρώμα μειώνεται με το ύψος κατά μέσο όρο 0,6 °C για κάθε 100 μ. Στο ανώτερο όριο της τροπόσφαιρας φτάνει τους -55 °C. Ταυτόχρονα, στην περιοχή του ισημερινού στο άνω όριο της τροπόσφαιρας, η θερμοκρασία του αέρα είναι -70 ° C και στην περιοχή Βόρειος πόλος-65 °С.
Περίπου το 80% της μάζας της ατμόσφαιρας συγκεντρώνεται στην τροπόσφαιρα, βρίσκονται σχεδόν όλοι οι υδρατμοί, εμφανίζονται καταιγίδες, καταιγίδες, σύννεφα και βροχοπτώσεις και εμφανίζεται κάθετη (συναγωγή) και οριζόντια (άνεμος) κίνηση του αέρα.
Μπορούμε να πούμε ότι ο καιρός σχηματίζεται κυρίως στην τροπόσφαιρα.
Στρατόσφαιρα
Στρατόσφαιρα- το στρώμα της ατμόσφαιρας που βρίσκεται πάνω από την τροπόσφαιρα σε υψόμετρο 8 έως 50 km. Το χρώμα του ουρανού σε αυτό το στρώμα φαίνεται μωβ, γεγονός που εξηγείται από τη σπανίωση του αέρα, λόγω της οποίας οι ακτίνες του ήλιου σχεδόν δεν διασκορπίζονται.
Η στρατόσφαιρα περιέχει το 20% της μάζας της ατμόσφαιρας. Ο αέρας σε αυτό το στρώμα είναι αραιωμένος, πρακτικά δεν υπάρχουν υδρατμοί και επομένως σχεδόν δεν σχηματίζονται σύννεφα και βροχόπτωση. Ωστόσο, στη στρατόσφαιρα παρατηρούνται σταθερά ρεύματα αέρα, η ταχύτητα των οποίων φτάνει τα 300 km/h.
Αυτό το στρώμα είναι συγκεντρωμένο όζο(οθόνη όζοντος, οζονόσφαιρα), ένα στρώμα που απορροφά τις υπεριώδεις ακτίνες, εμποδίζοντάς τις να περάσουν στη Γη και έτσι προστατεύοντας τους ζωντανούς οργανισμούς στον πλανήτη μας. Λόγω του όζοντος, η θερμοκρασία του αέρα στο ανώτερο όριο της στρατόσφαιρας κυμαίνεται από -50 έως 4-55 °C.
Μεταξύ της μεσόσφαιρας και της στρατόσφαιρας υπάρχει μια μεταβατική ζώνη - η στρατόπαυση.
Μεσόσφαιρα
Μεσόσφαιρα- ένα στρώμα της ατμόσφαιρας που βρίσκεται σε υψόμετρο 50-80 km. Η πυκνότητα του αέρα εδώ είναι 200 φορές μικρότερη από ό,τι στην επιφάνεια της Γης. Το χρώμα του ουρανού στη μεσόσφαιρα φαίνεται μαύρο, τα αστέρια είναι ορατά κατά τη διάρκεια της ημέρας. Η θερμοκρασία του αέρα πέφτει στους -75 (-90)°С.
Σε υψόμετρο 80 χλμ. ξεκινά θερμόσφαιρα.Η θερμοκρασία του αέρα σε αυτό το στρώμα αυξάνεται απότομα σε ύψος 250 m και στη συνέχεια γίνεται σταθερή: σε ύψος 150 km φτάνει τους 220-240 °C. σε υψόμετρο 500-600 km ξεπερνά τους 1500 °C.
Στη μεσόσφαιρα και τη θερμόσφαιρα, υπό τη δράση των κοσμικών ακτίνων, τα μόρια αερίου διασπώνται σε φορτισμένα (ιονισμένα) σωματίδια ατόμων, έτσι αυτό το τμήμα της ατμόσφαιρας ονομάζεται ιονόσφαιρα- ένα στρώμα πολύ σπάνιου αέρα, που βρίσκεται σε υψόμετρο 50 έως 1000 km, που αποτελείται κυρίως από ιονισμένα άτομα οξυγόνου, μόρια μονοξειδίου του αζώτου και ελεύθερα ηλεκτρόνια. Αυτό το στρώμα χαρακτηρίζεται από υψηλή ηλεκτροδότηση και τα μακρά και μεσαία ραδιοκύματα αντανακλώνται από αυτό, όπως από έναν καθρέφτη.
Στην ιονόσφαιρα υπάρχουν σέλας- η λάμψη των αραιωμένων αερίων υπό την επίδραση ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων που πετούν από τον Ήλιο - και παρατηρούνται έντονες διακυμάνσεις του μαγνητικού πεδίου.
Εξώσφαιρα
Εξώσφαιρα- το εξωτερικό στρώμα της ατμόσφαιρας, που βρίσκεται πάνω από 1000 km. Αυτό το στρώμα ονομάζεται επίσης σφαίρα σκέδασης, καθώς τα σωματίδια αερίου κινούνται εδώ με μεγάλη ταχύτητα και μπορούν να διασκορπιστούν στο διάστημα.
Σύνθεση της ατμόσφαιρας
Η ατμόσφαιρα είναι ένα μείγμα αερίων που αποτελείται από άζωτο (78,08%), οξυγόνο (20,95%), διοξείδιο του άνθρακα (0,03%), αργό (0,93%), μικρή ποσότητα ηλίου, νέον, ξένο, κρυπτό (0,01%), όζον και άλλα αέρια, αλλά η περιεκτικότητά τους είναι αμελητέα (Πίνακας 1). Η σύγχρονη σύνθεση του αέρα της Γης καθιερώθηκε πριν από περισσότερα από εκατό εκατομμύρια χρόνια, αλλά η απότομη αυξημένη ανθρώπινη παραγωγική δραστηριότητα παρόλα αυτά οδήγησε στην αλλαγή της. Επί του παρόντος, παρατηρείται αύξηση της περιεκτικότητας σε CO 2 κατά περίπου 10-12%.
Τα αέρια που συνθέτουν την ατμόσφαιρα εκτελούν διάφορους λειτουργικούς ρόλους. Ωστόσο, η κύρια σημασία αυτών των αερίων καθορίζεται κυρίως από το γεγονός ότι απορροφούν πολύ έντονα την ενέργεια ακτινοβολίας και επομένως έχουν σημαντική επίδραση στην καθεστώς θερμοκρασίαςεπιφάνεια και ατμόσφαιρα της γης.
Τραπέζι 1. Χημική σύνθεσηξηρός ατμοσφαιρικός αέρας κοντά στην επιφάνεια της γης
|
Συγκέντρωση όγκου. % |
Μοριακό βάρος, μονάδες |
|
|
Οξυγόνο |
||
|
Διοξείδιο του άνθρακα |
||
|
Οξείδιο του αζώτου |
||
|
0 έως 0,00001 |
||
|
Διοξείδιο του θείου |
από 0 έως 0,000007 το καλοκαίρι. 0 έως 0,000002 το χειμώνα |
|
|
Από 0 έως 0,000002 |
46,0055/17,03061 |
|
|
Διοξείδιο του Αζόγκ |
||
|
Μονοξείδιο του άνθρακα |
Αζωτο,το πιο κοινό αέριο στην ατμόσφαιρα, χημικά ελάχιστα ενεργό.
Οξυγόνο, σε αντίθεση με το άζωτο, είναι ένα χημικά πολύ ενεργό στοιχείο. Η ειδική λειτουργία του οξυγόνου είναι η οξείδωση της οργανικής ύλης ετερότροφων οργανισμών, πετρωμάτων και ατελώς οξειδωμένων αερίων που εκπέμπονται στην ατμόσφαιρα από τα ηφαίστεια. Χωρίς οξυγόνο, δεν θα υπήρχε αποσύνθεση της νεκρής οργανικής ύλης.
Ο ρόλος του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα είναι εξαιρετικά μεγάλος. Εισέρχεται στην ατμόσφαιρα ως αποτέλεσμα των διεργασιών της καύσης, της αναπνοής των ζωντανών οργανισμών, της αποσύνθεσης και είναι, πρώτα απ 'όλα, το κύριο δομικό υλικό για τη δημιουργία οργανικής ύλης κατά τη φωτοσύνθεση. Επιπλέον, η ιδιότητα του διοξειδίου του άνθρακα να μεταδίδει ηλιακή ακτινοβολία βραχέων κυμάτων και να απορροφά μέρος της θερμικής ακτινοβολίας μεγάλων κυμάτων είναι μεγάλης σημασίας, η οποία θα δημιουργήσει το λεγόμενο φαινόμενο του θερμοκηπίου, σχετικά με το οποίο θα μιλήσουμεπαρακάτω.
Η επίδραση στις ατμοσφαιρικές διεργασίες, ιδιαίτερα στο θερμικό καθεστώς της στρατόσφαιρας, ασκείται επίσης από όζο.Αυτό το αέριο χρησιμεύει ως φυσικός απορροφητής της ηλιακής υπεριώδους ακτινοβολίας και η απορρόφηση της ηλιακής ακτινοβολίας οδηγεί σε θέρμανση του αέρα. Οι μέσες μηνιαίες τιμές της συνολικής περιεκτικότητας όζοντος στην ατμόσφαιρα ποικίλλουν ανάλογα με το γεωγραφικό πλάτος της περιοχής και την εποχή εντός 0,23-0,52 cm (αυτό είναι το πάχος της στιβάδας του όζοντος σε πίεση εδάφους και θερμοκρασία). Υπάρχει αύξηση της περιεκτικότητας σε όζον από τον ισημερινό στους πόλους και ετήσια πορείαμε ελάχιστο το φθινόπωρο και μέγιστο την άνοιξη.
Μια χαρακτηριστική ιδιότητα της ατμόσφαιρας μπορεί να ονομαστεί το γεγονός ότι η περιεκτικότητα των κύριων αερίων (άζωτο, οξυγόνο, αργό) αλλάζει ελαφρώς με το ύψος: σε υψόμετρο 65 km στην ατμόσφαιρα, η περιεκτικότητα σε άζωτο είναι 86%, οξυγόνο - 19 , αργό - 0,91, σε υψόμετρο 95 km - άζωτο 77, οξυγόνο - 21,3, αργό - 0,82%. Η σταθερότητα της σύστασης του ατμοσφαιρικού αέρα κατακόρυφα και οριζόντια διατηρείται με την ανάμειξή του.
Εκτός από αέρια, ο αέρας περιέχει υδρατμούςκαι στερεά σωματίδια.Το τελευταίο μπορεί να έχει τόσο φυσική όσο και τεχνητή (ανθρωπογόνο) προέλευση. Αυτά είναι γύρη λουλουδιών, μικροσκοπικοί κρύσταλλοι αλατιού, σκόνη δρόμου, ακαθαρσίες αεροζόλ. Όταν οι ακτίνες του ήλιου διαπερνούν το παράθυρο, φαίνονται με γυμνό μάτι.
Υπάρχουν ιδιαίτερα πολλά σωματίδια στον αέρα των πόλεων και των μεγάλων βιομηχανικών κέντρων, όπου οι εκπομπές επιβλαβών αερίων και οι ακαθαρσίες τους που σχηματίζονται κατά την καύση του καυσίμου προστίθενται στα αερολύματα.
Η συγκέντρωση των αερολυμάτων στην ατμόσφαιρα καθορίζει τη διαφάνεια του αέρα, η οποία επηρεάζει την ηλιακή ακτινοβολία που φτάνει στην επιφάνεια της Γης. Τα μεγαλύτερα αερολύματα είναι οι πυρήνες συμπύκνωσης (από λατ. συμπύκνωση- συμπύκνωση, πάχυνση) - συμβάλλουν στη μετατροπή των υδρατμών σε σταγονίδια νερού.
Η τιμή των υδρατμών καθορίζεται κυρίως από το γεγονός ότι καθυστερεί τη θερμική ακτινοβολία μεγάλων κυμάτων της επιφάνειας της γης. αντιπροσωπεύει τον κύριο σύνδεσμο μεγάλων και μικρών κύκλων υγρασίας. αυξάνει τη θερμοκρασία του αέρα όταν συμπυκνώνονται τα στρώματα νερού.
Η ποσότητα των υδρατμών στην ατμόσφαιρα ποικίλλει με το χρόνο και το χώρο. Έτσι, η συγκέντρωση των υδρατμών κοντά στην επιφάνεια της γης κυμαίνεται από 3% στις τροπικές περιοχές έως 2-10 (15)% στην Ανταρκτική.
Η μέση περιεκτικότητα σε υδρατμούς στην κατακόρυφη στήλη της ατμόσφαιρας σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη είναι περίπου 1,6-1,7 cm (το στρώμα των συμπυκνωμένων υδρατμών θα έχει τέτοιο πάχος). Οι πληροφορίες για τους υδρατμούς σε διαφορετικά στρώματα της ατμόσφαιρας είναι αντιφατικές. Θεωρήθηκε, για παράδειγμα, ότι στο υψόμετρο από 20 έως 30 km, η ειδική υγρασία αυξάνεται έντονα με το ύψος. Ωστόσο, οι μετέπειτα μετρήσεις δείχνουν μεγαλύτερη ξηρότητα της στρατόσφαιρας. Προφανώς, η ειδική υγρασία στη στρατόσφαιρα εξαρτάται ελάχιστα από το ύψος και ανέρχεται σε 2–4 mg/kg.
Η μεταβλητότητα της περιεκτικότητας σε υδρατμούς στην τροπόσφαιρα καθορίζεται από την αλληλεπίδραση της εξάτμισης, της συμπύκνωσης και της οριζόντιας μεταφοράς. Ως αποτέλεσμα της συμπύκνωσης των υδρατμών, σχηματίζονται σύννεφα και πέφτουν έξω. κατακρήμνισημε τη μορφή βροχής, χαλαζιού και χιονιού.
Οι διαδικασίες των μεταπτώσεων φάσης του νερού προχωρούν κυρίως στην τροπόσφαιρα, γι' αυτό και παρατηρούνται σχετικά σπάνια σύννεφα στη στρατόσφαιρα (σε υψόμετρα 20-30 km) και στη μεσόσφαιρα (κοντά στη μεσόπαυση), που ονομάζονται μητέρα του μαργαριταριού και ασήμι. , ενώ τα τροποσφαιρικά νέφη συχνά καλύπτουν περίπου το 50% του συνόλου των επιφανειών της γης.
Η ποσότητα των υδρατμών που μπορεί να περιέχεται στον αέρα εξαρτάται από τη θερμοκρασία του αέρα.
1 m 3 αέρα σε θερμοκρασία -20 ° C μπορεί να περιέχει όχι περισσότερο από 1 g νερό. σε 0 °C - όχι περισσότερο από 5 g. σε +10 °С - όχι περισσότερο από 9 g. στους +30 °С - όχι περισσότερο από 30 g νερού.
Συμπέρασμα:Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία του αέρα, τόσο περισσότερους υδρατμούς μπορεί να περιέχει.
Ο αέρας μπορεί να είναι πλούσιοςκαι όχι κορεσμέναατμός. Έτσι, εάν σε θερμοκρασία +30 ° C 1 m 3 αέρα περιέχει 15 g υδρατμούς, ο αέρας δεν είναι κορεσμένος με υδρατμούς. εάν 30 g - κορεσμένα.
Απόλυτη υγρασία- αυτή είναι η ποσότητα υδρατμών που περιέχεται σε 1 m 3 αέρα. Εκφράζεται σε γραμμάρια. Για παράδειγμα, αν λένε " απόλυτη υγρασίαίσο με 15", αυτό σημαίνει ότι 1 m L περιέχει 15 g υδρατμούς.
Σχετική υγρασία- αυτή είναι η αναλογία (σε ποσοστό) της πραγματικής περιεκτικότητας σε υδρατμούς σε 1 m 3 αέρα προς την ποσότητα υδρατμών που μπορεί να περιέχεται σε 1 m L σε μια δεδομένη θερμοκρασία. Για παράδειγμα, εάν ένα δελτίο καιρού μεταδίδεται από το ραδιόφωνο ότι η σχετική υγρασία είναι 70%, αυτό σημαίνει ότι ο αέρας περιέχει το 70% των υδρατμών που μπορεί να συγκρατήσει σε μια δεδομένη θερμοκρασία.
Όσο μεγαλύτερη είναι η σχετική υγρασία του αέρα, t. όσο πιο κοντά είναι ο αέρας στον κορεσμό, τόσο πιο πιθανό είναι να πέσει.
Παρατηρείται πάντα υψηλή (έως 90%) σχετική υγρασία ισημερινή ζώνη, γιατί μένει εκεί όλο το χρόνο θερμότητααέρα και υπάρχει μεγάλη εξάτμιση από την επιφάνεια των ωκεανών. Η ίδια υψηλή σχετική υγρασία είναι και στις πολικές περιοχές, αλλά μόνο επειδή σε χαμηλές θερμοκρασίεςακόμη και μια μικρή ποσότητα υδρατμών κάνει τον αέρα κορεσμένο ή κοντά στον κορεσμό. Σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη, η σχετική υγρασία ποικίλλει εποχιακά - είναι υψηλότερη το χειμώνα και χαμηλότερη το καλοκαίρι.
Η σχετική υγρασία του αέρα είναι ιδιαίτερα χαμηλή στις ερήμους: 1 m 1 αέρα εκεί περιέχει δύο έως τρεις φορές λιγότερο από την ποσότητα υδρατμών που είναι δυνατή σε μια δεδομένη θερμοκρασία.
Για μέτρηση σχετική υγρασίαχρησιμοποιήστε υγρόμετρο (από το ελληνικό hygros - wet και metreco - μετράω).
Όταν ψυχθεί, ο κορεσμένος αέρας δεν μπορεί να συγκρατήσει την ίδια ποσότητα υδρατμών στον εαυτό του, πυκνώνει (συμπυκνώνεται), μετατρέποντας σε σταγονίδια ομίχλης. Η ομίχλη μπορεί να παρατηρηθεί το καλοκαίρι σε μια καθαρή δροσερή νύχτα.
σύννεφα- αυτή είναι η ίδια ομίχλη, μόνο που σχηματίζεται όχι στην επιφάνεια της γης, αλλά σε ένα ορισμένο ύψος. Καθώς ο αέρας ανεβαίνει, ψύχεται και οι υδρατμοί σε αυτόν συμπυκνώνονται. Τα μικροσκοπικά σταγονίδια νερού που προκύπτουν αποτελούν τα σύννεφα.
εμπλέκονται στο σχηματισμό νεφών αιωρούμενα σωματίδιααιωρείται στην τροπόσφαιρα.
Τα σύννεφα μπορεί να έχουν διαφορετικό σχήμα, που εξαρτάται από τις συνθήκες σχηματισμού τους (Πίνακας 14).
Τα χαμηλότερα και βαρύτερα σύννεφα είναι τα στρώματα. Βρίσκονται σε υψόμετρο 2 km από την επιφάνεια της γης. Σε υψόμετρο 2 έως 8 χλμ., παρατηρούνται πιο γραφικά σύννεφα. Τα υψηλότερα και ελαφρύτερα είναι τα σύννεφα κίρους. Βρίσκονται σε υψόμετρο από 8 έως 18 χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια της γης.
|
οικογένειες |
Είδη σύννεφων |
Εμφάνιση |
|
Α. Άνω σύννεφα - πάνω από 6 χλμ |
I. Pinnate |
Κλωστοειδές, ινώδες, λευκό |
|
II. cirrocumulus |
Στρώματα και ραβδώσεις από μικρές νιφάδες και μπούκλες, λευκό |
|
|
III. Cirrostratus |
Διαφανές υπόλευκο πέπλο |
|
|
Β. Σύννεφα του μεσαίου στρώματος - πάνω από 2 km |
IV. Υψοσρείτης |
Στρώματα και ραβδώσεις λευκού και γκρι |
|
V. Altostratus |
Λείο πέπλο σε γαλακτώδες γκρι χρώμα |
|
|
Β. Χαμηλότερα νέφη - έως 2 χλμ |
VI. Nimbostratus |
Συμπαγές άμορφο γκρι στρώμα |
|
VII. Stratocumulus |
Αδιαφανή στρώματα και ραβδώσεις του γκρι |
|
|
VIII. πολυεπίπεδη |
Φωτιζόμενο γκρι πέπλο |
|
|
Δ. Σύννεφα κάθετης ανάπτυξης - από την κατώτερη προς την ανώτερη βαθμίδα |
IX. Πυκνό σύννεφο |
Μπαστούνια και θόλοι λαμπερά λευκά, με σκισμένες άκρες στον αέρα |
|
X. Cumulonimbus |
Ισχυρές σωρευτικές μάζες σκούρου χρώματος μολύβδου |
Ατμοσφαιρική προστασία
Οι κύριες πηγές είναι οι βιομηχανικές επιχειρήσεις και τα αυτοκίνητα. ΣΤΟ μεγάλες πόλειςΤο πρόβλημα της μόλυνσης από αέριο των κύριων οδών μεταφοράς είναι πολύ οξύ. Γι' αυτό σε πολλά μεγάλες πόλειςσε όλο τον κόσμο, συμπεριλαμβανομένης της χώρας μας, εισήγαγε περιβαλλοντικό έλεγχο της τοξικότητας των καυσαερίων των αυτοκινήτων. Κατάθεση από ειδικούς, ο καπνός και η σκόνη στον αέρα μπορούν να μειώσουν στο μισό τη ροή ηλιακή ενέργειαστην επιφάνεια της γης, γεγονός που θα οδηγήσει σε αλλαγή των φυσικών συνθηκών.
Τροποσφαίρα
Το ανώτερο όριο του είναι σε υψόμετρο 8-10 km σε πολικά, 10-12 km σε εύκρατα και 16-18 km σε τροπικά γεωγραφικά πλάτη. χαμηλότερο το χειμώνα από το καλοκαίρι. Το κατώτερο, κύριο στρώμα της ατμόσφαιρας περιέχει περισσότερο από το 80% της συνολικής μάζας του ατμοσφαιρικού αέρα και περίπου το 90% όλων των υδρατμών που υπάρχουν στην ατμόσφαιρα. Στην τροπόσφαιρα, οι αναταράξεις και η μεταφορά είναι πολύ ανεπτυγμένες, εμφανίζονται σύννεφα, αναπτύσσονται κυκλώνες και αντικυκλώνες. Η θερμοκρασία μειώνεται με το υψόμετρο με μέση κατακόρυφη κλίση 0,65°/100 m
τροπόπαυση
Το μεταβατικό στρώμα από την τροπόσφαιρα στη στρατόσφαιρα, το στρώμα της ατμόσφαιρας στο οποίο σταματά η μείωση της θερμοκρασίας με το ύψος.
Στρατόσφαιρα
Το στρώμα της ατμόσφαιρας βρίσκεται σε υψόμετρο 11 έως 50 χλμ. Χαρακτηριστική είναι μια ελαφρά μεταβολή της θερμοκρασίας στο στρώμα 11-25 km (το κατώτερο στρώμα της στρατόσφαιρας) και η αύξησή του στο στρώμα των 25-40 km από -56,5 σε 0,8 °C (το ανώτερο στρώμα στρατόσφαιρας ή περιοχή αναστροφής). Έχοντας φτάσει σε μια τιμή περίπου 273 K (σχεδόν 0 °C) σε υψόμετρο περίπου 40 km, η θερμοκρασία παραμένει σταθερή μέχρι υψόμετρο περίπου 55 km. Αυτή η περιοχή σταθερής θερμοκρασίας ονομάζεται στρατόπαυση και είναι το όριο μεταξύ της στρατόσφαιρας και της μεσόσφαιρας.
Στρατόπαυση
Το οριακό στρώμα της ατμόσφαιρας μεταξύ της στρατόσφαιρας και της μεσόσφαιρας. Υπάρχει μέγιστο στην κατακόρυφη κατανομή θερμοκρασίας (περίπου 0 °C).
Μεσόσφαιρα
Η μεσόσφαιρα ξεκινά από υψόμετρο 50 km και εκτείνεται μέχρι τα 80-90 km. Η θερμοκρασία μειώνεται με το ύψος με μέση κατακόρυφη κλίση (0,25-0,3)°/100 m. Η κύρια διαδικασία ενέργειας είναι η μεταφορά θερμότητας με ακτινοβολία. Πολύπλοκες φωτοχημικές διεργασίες που περιλαμβάνουν ελεύθερες ρίζες, μόρια διεγερμένα από δονήσεις κ.λπ., προκαλούν ατμοσφαιρική φωταύγεια.
Μεσόπαυση
Μεταβατικό στρώμα μεταξύ μεσόσφαιρας και θερμόσφαιρας. Υπάρχει ένα ελάχιστο στην κατακόρυφη κατανομή θερμοκρασίας (περίπου -90 °C).
Γραμμή Karman
Υψόμετρο πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, το οποίο είναι συμβατικά αποδεκτό ως το όριο μεταξύ της ατμόσφαιρας της Γης και του διαστήματος. Η γραμμή Karmana βρίσκεται σε υψόμετρο 100 km πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας.
όριο της ατμόσφαιρας της γης
Θερμόσφαιρα
Το ανώτατο όριο είναι περίπου 800 χλμ. Η θερμοκρασία ανεβαίνει σε υψόμετρα 200-300 km, όπου φτάνει σε τιμές της τάξης των 1500 K, μετά την οποία παραμένει σχεδόν σταθερή μέχρι τα μεγάλα υψόμετρα. Υπό την επίδραση της ηλιακής ακτινοβολίας υπεριώδους και ακτίνων Χ και της κοσμικής ακτινοβολίας, ο αέρας ιονίζεται ("πολικά φώτα") - οι κύριες περιοχές της ιονόσφαιρας βρίσκονται μέσα στη θερμόσφαιρα. Σε υψόμετρα άνω των 300 χλμ. κυριαρχεί το ατομικό οξυγόνο. Το ανώτερο όριο της θερμόσφαιρας καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από την τρέχουσα δραστηριότητα του Ήλιου. Σε περιόδους χαμηλής δραστηριότητας, παρατηρείται αισθητή μείωση στο μέγεθος αυτού του στρώματος.
Θερμόπαυση
Η περιοχή της ατμόσφαιρας πάνω από τη θερμόσφαιρα. Σε αυτή την περιοχή, η απορρόφηση της ηλιακής ακτινοβολίας είναι ασήμαντη και η θερμοκρασία δεν αλλάζει ουσιαστικά με το ύψος.
Εξώσφαιρα (σφαίρα σκέδασης)
Ατμοσφαιρικά στρώματα έως και 120 km
Εξώσφαιρα - ζώνη σκέδασης, το εξωτερικό τμήμα της θερμόσφαιρας, που βρίσκεται πάνω από 700 km. Το αέριο στην εξώσφαιρα είναι πολύ σπάνιο, και ως εκ τούτου τα σωματίδια του διαρρέουν στον διαπλανητικό χώρο (διασπορά).
Σε ύψος 100 km, η ατμόσφαιρα είναι ένα ομοιογενές, καλά αναμεμειγμένο μείγμα αερίων. Στα υψηλότερα στρώματα, η κατανομή των αερίων σε ύψος εξαρτάται από αυτά μοριακά βάρη, η συγκέντρωση των βαρύτερων αερίων μειώνεται γρηγορότερα με την απόσταση από την επιφάνεια της Γης. Λόγω της μείωσης της πυκνότητας του αερίου, η θερμοκρασία πέφτει από 0 °C στη στρατόσφαιρα σε -110 °C στη μεσόσφαιρα. Ωστόσο, η κινητική ενέργεια των μεμονωμένων σωματιδίων σε υψόμετρα 200–250 km αντιστοιχεί σε θερμοκρασία ~150 °C. Πάνω από 200 km, παρατηρούνται σημαντικές διακυμάνσεις στη θερμοκρασία και την πυκνότητα των αερίων στο χρόνο και στο χώρο.
Σε υψόμετρο περίπου 2000-3500 km, η εξώσφαιρα περνά σταδιακά στο λεγόμενο κοντινό διαστημικό κενό, το οποίο είναι γεμάτο με εξαιρετικά σπάνια σωματίδια διαπλανητικού αερίου, κυρίως άτομα υδρογόνου. Αλλά αυτό το αέριο είναι μόνο μέρος της διαπλανητικής ύλης. Το άλλο μέρος αποτελείται από σωματίδια που μοιάζουν με σκόνη, κομητικής και μετεωρικής προέλευσης. Εκτός από τα εξαιρετικά σπάνια σωματίδια που μοιάζουν με σκόνη, η ηλεκτρομαγνητική και σωματική ακτινοβολία ηλιακής και γαλαξιακής προέλευσης διεισδύει σε αυτόν τον χώρο.
Η τροπόσφαιρα αντιπροσωπεύει περίπου το 80% της μάζας της ατμόσφαιρας, η στρατόσφαιρα αντιπροσωπεύει περίπου το 20%. η μάζα της μεσόσφαιρας δεν είναι μεγαλύτερη από 0,3%, η θερμόσφαιρα είναι μικρότερη από το 0,05% της συνολικής μάζας της ατμόσφαιρας. Με βάση τις ηλεκτρικές ιδιότητες στην ατμόσφαιρα, διακρίνονται η ουδετερόσφαιρα και η ιονόσφαιρα. Αυτή τη στιγμή πιστεύεται ότι η ατμόσφαιρα εκτείνεται σε υψόμετρο 2000-3000 km.
Ανάλογα με τη σύσταση του αερίου στην ατμόσφαιρα, διακρίνονται η όμοσφαιρα και η ετεροσφαιρία. Η ετεροσφαιρία είναι μια περιοχή όπου η βαρύτητα επηρεάζει τον διαχωρισμό των αερίων, αφού η ανάμειξή τους σε τέτοιο ύψος είναι αμελητέα. Ως εκ τούτου ακολουθεί η μεταβλητή σύνθεση της ετερόσφαιρας. Κάτω από αυτό βρίσκεται ένα καλά αναμεμειγμένο, ομοιογενές μέρος της ατμόσφαιρας, που ονομάζεται ομοσφαίρα. Το όριο μεταξύ αυτών των στρωμάτων ονομάζεται turbopause και βρίσκεται σε υψόμετρο περίπου 120 km.