ชั้นบรรยากาศที่ไกลที่สุด โครงสร้างของชั้นบรรยากาศ

บรรยากาศ (จากภาษากรีก ατμός - "ไอน้ำ" และ σφαῖρα - "ทรงกลม") คือเปลือกก๊าซของเทห์ฟากฟ้าที่ยึดไว้โดยแรงโน้มถ่วง ชั้นบรรยากาศเป็นเปลือกก๊าซของโลกซึ่งประกอบด้วยก๊าซ ไอน้ำ และฝุ่นหลายชนิดผสมกัน ชั้นบรรยากาศมีการแลกเปลี่ยนสสารระหว่างโลกและจักรวาล โลกได้รับฝุ่นจักรวาลและวัสดุอุกกาบาต และสูญเสียก๊าซที่เบาที่สุด ได้แก่ ไฮโดรเจนและฮีเลียม ชั้นบรรยากาศของโลกถูกทะลุผ่านและทะลุผ่านโดยการแผ่รังสีอันทรงพลังจากดวงอาทิตย์ ซึ่งกำหนดรูปแบบการระบายความร้อนของพื้นผิวดาวเคราะห์ ทำให้เกิดการแยกตัวของโมเลกุลของก๊าซในบรรยากาศและการแตกตัวเป็นไอออนของอะตอม

ชั้นบรรยากาศของโลกประกอบด้วยออกซิเจนที่สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ใช้เพื่อการหายใจ และคาร์บอนไดออกไซด์ที่พืช สาหร่าย และไซยาโนแบคทีเรียใช้ในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง ชั้นบรรยากาศยังเป็นชั้นป้องกันของโลกอีกด้วย โดยปกป้องผู้อยู่อาศัยจากรังสีอัลตราไวโอเลตของดวงอาทิตย์

วัตถุขนาดใหญ่ทั้งหมด - ดาวเคราะห์ภาคพื้นดินและก๊าซยักษ์ - มีชั้นบรรยากาศ

องค์ประกอบของบรรยากาศ

บรรยากาศเป็นส่วนผสมของก๊าซประกอบด้วยไนโตรเจน (78.08%) ออกซิเจน (20.95%) คาร์บอนไดออกไซด์ (0.03%) อาร์กอน (0.93%) ฮีเลียม นีออน ซีนอน คริปทอน (0.01%) จำนวนเล็กน้อย คาร์บอนไดออกไซด์ 0.038% และไฮโดรเจน ฮีเลียม ก๊าซมีตระกูลและสารมลพิษอื่นๆ จำนวนเล็กน้อย

องค์ประกอบสมัยใหม่ของอากาศของโลกก่อตั้งขึ้นเมื่อกว่าร้อยล้านปีก่อน แต่กิจกรรมการผลิตของมนุษย์ที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วยังคงนำไปสู่การเปลี่ยนแปลง ปัจจุบันมีปริมาณ CO 2 เพิ่มขึ้นประมาณ 10-12% ก๊าซที่รวมอยู่ในชั้นบรรยากาศมีบทบาทหน้าที่ต่างๆ อย่างไรก็ตาม ความสำคัญหลักของก๊าซเหล่านี้ถูกกำหนดโดยข้อเท็จจริงที่ว่าพวกมันดูดซับพลังงานรังสีได้อย่างมาก และด้วยเหตุนี้จึงมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อระบอบอุณหภูมิของพื้นผิวและบรรยากาศของโลก

องค์ประกอบเริ่มแรกของชั้นบรรยากาศดาวเคราะห์มักจะขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางเคมีและอุณหภูมิของดวงอาทิตย์ในระหว่างการก่อตัวดาวเคราะห์และการปล่อยก๊าซภายนอกในเวลาต่อมา จากนั้นองค์ประกอบของเปลือกก๊าซจะวิวัฒนาการภายใต้อิทธิพลของปัจจัยต่างๆ

บรรยากาศของดาวศุกร์และดาวอังคารส่วนใหญ่ประกอบด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ โดยเติมไนโตรเจน อาร์กอน ออกซิเจน และก๊าซอื่นๆ เข้าไปเล็กน้อย ชั้นบรรยากาศของโลกส่วนใหญ่เป็นผลผลิตของสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในนั้น ก๊าซยักษ์อุณหภูมิต่ำ ได้แก่ ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน สามารถกักเก็บก๊าซที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำเป็นส่วนใหญ่ ได้แก่ ไฮโดรเจนและฮีเลียม ในทางกลับกัน ก๊าซยักษ์ใหญ่ที่มีอุณหภูมิสูง เช่น โอซิริส หรือ 51 เพกาซี บี ไม่สามารถกักเก็บไว้ได้ และโมเลกุลของบรรยากาศของพวกมันก็กระจัดกระจายในอวกาศ กระบวนการนี้เกิดขึ้นอย่างช้าๆ และต่อเนื่อง

ไนโตรเจนก๊าซที่พบมากที่สุดในบรรยากาศก็คือไม่มีการใช้งานทางเคมี

ออกซิเจนต่างจากไนโตรเจนตรงที่เป็นองค์ประกอบที่มีฤทธิ์ทางเคมีมาก หน้าที่เฉพาะของออกซิเจนคือการออกซิเดชันของอินทรียวัตถุของสิ่งมีชีวิตเฮเทอโรโทรฟิค หิน และก๊าซภายใต้การออกซิไดซ์ที่ปล่อยออกมาสู่ชั้นบรรยากาศโดยภูเขาไฟ หากไม่มีออกซิเจน ก็จะไม่มีการสลายตัวของสารอินทรีย์ที่ตายแล้ว

โครงสร้างบรรยากาศ

โครงสร้างของบรรยากาศประกอบด้วยสองส่วน: ส่วนด้านใน - โทรโพสเฟียร์, สตราโตสเฟียร์, มีโซสเฟียร์และเทอร์โมสเฟียร์หรือไอโอโนสเฟียร์และส่วนด้านนอก - แมกนีโตสเฟียร์ (เอ็กโซสเฟียร์)

1) โทรโพสเฟียร์– นี่คือส่วนล่างของบรรยากาศซึ่งมีความเข้มข้น 3/4 เช่น ~ 80% ของชั้นบรรยากาศของโลกทั้งหมด ความสูงของมันถูกกำหนดโดยความเข้มของการไหลของอากาศในแนวตั้ง (ขึ้นหรือลง) ที่เกิดจากความร้อนของพื้นผิวโลกและมหาสมุทร ดังนั้นความหนาของโทรโพสเฟียร์ที่เส้นศูนย์สูตรคือ 16–18 กม. ในละติจูดพอสมควร 10–11 กม. และ ที่เสา – สูงสุด 8 กม. อุณหภูมิอากาศในโทรโพสเฟียร์ที่ระดับความสูงลดลง 0.6 องศาเซลเซียส ทุกๆ 100 เมตร และอยู่ในช่วงตั้งแต่ +40 ถึง - 50 องศาเซลเซียส

2) สตราโตสเฟียร์ตั้งอยู่เหนือชั้นโทรโพสเฟียร์และมีความสูงไม่เกิน 50 กม. จากพื้นผิวโลก อุณหภูมิที่ระดับความสูงสูงสุด 30 กม. คงที่ -50°С จากนั้นจะเริ่มสูงขึ้นและที่ระดับความสูง 50 กม. ถึง+10ºС

ขอบเขตด้านบนของชีวมณฑลคือม่านโอโซน

ม่านโอโซนเป็นชั้นบรรยากาศภายในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ ซึ่งอยู่ที่ระดับความสูงต่างๆ จากพื้นผิวโลก และมีความหนาแน่นของโอโซนสูงสุดที่ระดับความสูง 20-26 กม.

ความสูงของชั้นโอโซนที่เสาอยู่ที่ประมาณ 7-8 กม. ที่เส้นศูนย์สูตรที่ 17-18 กม. และความสูงสูงสุดของการมีอยู่ของโอโซนคือ 45-50 กม. ชีวิตเหนือเกราะป้องกันโอโซนเป็นไปไม่ได้เนื่องจากรังสีอัลตราไวโอเลตที่รุนแรงของดวงอาทิตย์ หากคุณบีบอัดโมเลกุลโอโซนทั้งหมด คุณจะได้ชั้นประมาณ 3 มม. รอบๆ โลก

3) มีโซสเฟียร์– ขอบเขตด้านบนของชั้นนี้สูงถึง 80 กม. คุณสมบัติหลักคืออุณหภูมิลดลงอย่างมาก -90°С ที่ขีด จำกัด บน เมฆกลางคืนที่ประกอบด้วยผลึกน้ำแข็งถูกบันทึกไว้ที่นี่

4) ไอโอโนสเฟียร์ (เทอร์โมสเฟียร์) -ตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 800 กม. และโดดเด่นด้วยอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก:

อุณหภูมิ 150 กม. +240ºС,

อุณหภูมิ 200 กม. +500ºС,

อุณหภูมิ 600 กม. +1500ºС

ภายใต้อิทธิพลของรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ ก๊าซจะอยู่ในสถานะแตกตัวเป็นไอออน ไอออนไนซ์สัมพันธ์กับการเรืองแสงของก๊าซและการปรากฏตัวของแสงออโรร่า

ไอโอโนสเฟียร์มีความสามารถในการสะท้อนคลื่นวิทยุซ้ำ ๆ ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงการสื่อสารทางวิทยุทางไกลบนโลก

5) เอกโซสเฟียร์– ตั้งอยู่เหนือ 800 กม. และขยายได้ถึง 3,000 กม. ที่นี่อุณหภูมิอยู่ที่ >2000°С ความเร็วของการเคลื่อนที่ของก๊าซเข้าใกล้จุดวิกฤติ ~ 11.2 กม./วินาที อะตอมที่โดดเด่นคือไฮโดรเจนและฮีเลียม ซึ่งก่อตัวเป็นโคโรนาส่องสว่างรอบโลก ซึ่งขยายไปถึงระดับความสูง 20,000 กม.

หน้าที่ของบรรยากาศ

1) การควบคุมอุณหภูมิ - สภาพอากาศและสภาพอากาศบนโลกขึ้นอยู่กับการกระจายความร้อนและความดัน

2) การดำรงชีวิต

3) ในชั้นโทรโพสเฟียร์ การเคลื่อนที่ของมวลอากาศในแนวตั้งและแนวนอนทั่วโลกเกิดขึ้น ซึ่งเป็นตัวกำหนดวัฏจักรของน้ำและการแลกเปลี่ยนความร้อน

4) กระบวนการทางธรณีวิทยาพื้นผิวเกือบทั้งหมดเกิดจากปฏิสัมพันธ์ของชั้นบรรยากาศ เปลือกโลก และอุทกสเฟียร์

5) ป้องกัน - ชั้นบรรยากาศปกป้องโลกจากอวกาศ รังสีดวงอาทิตย์ และฝุ่นอุกกาบาต

หน้าที่ของบรรยากาศ- หากไม่มีชั้นบรรยากาศ ชีวิตบนโลกคงเป็นไปไม่ได้ บุคคลบริโภค 12-15 กิโลกรัมต่อวัน อากาศสูดดมทุกนาทีตั้งแต่ 5 ถึง 100 ลิตรซึ่งเกินความต้องการอาหารและน้ำโดยเฉลี่ยต่อวันอย่างมาก นอกจากนี้บรรยากาศยังช่วยปกป้องผู้คนจากอันตรายที่คุกคามพวกเขาจากอวกาศได้อย่างน่าเชื่อถือ: ไม่อนุญาตให้อุกกาบาตหรือรังสีคอสมิกทะลุผ่าน บุคคลสามารถอยู่ได้โดยปราศจากอาหารเป็นเวลาห้าสัปดาห์ โดยไม่มีน้ำเป็นเวลาห้าวัน โดยไม่มีอากาศเป็นเวลาห้านาที ชีวิตปกติของมนุษย์ไม่เพียงต้องการอากาศเท่านั้น แต่ยังต้องการความบริสุทธิ์ด้วย สุขภาพของผู้คน สภาพของพืชและสัตว์ ความแข็งแรงและความทนทานของโครงสร้างอาคารและโครงสร้างต่างๆ ขึ้นอยู่กับคุณภาพอากาศ อากาศเสียเป็นอันตรายต่อน้ำ ผืนดิน ทะเล และดิน บรรยากาศเป็นตัวกำหนดแสงและควบคุมระบบการระบายความร้อนของโลก ซึ่งมีส่วนช่วยในการกระจายความร้อนบนโลก เปลือกก๊าซปกป้องโลกจากการระบายความร้อนและความร้อนที่มากเกินไป หากโลกของเราไม่ได้ล้อมรอบด้วยเปลือกอากาศ ภายในหนึ่งวัน ความผันผวนของอุณหภูมิจะสูงถึง 200 C บรรยากาศช่วยทุกสิ่งที่อาศัยอยู่บนโลกจากรังสีอัลตราไวโอเลตที่ทำลายล้าง รังสีเอกซ์ และรังสีคอสมิก บรรยากาศมีบทบาทสำคัญในการกระจายแสง อากาศของมันแบ่งรังสีดวงอาทิตย์ออกเป็นรังสีเล็กๆ นับล้าน กระจายออกไปและสร้างแสงสว่างที่สม่ำเสมอ บรรยากาศทำหน้าที่เป็นสื่อนำเสียง

โลกรอบตัวเราประกอบด้วยสามส่วนที่แตกต่างกันมาก ได้แก่ ดิน น้ำ และอากาศ แต่ละคนมีเอกลักษณ์และน่าสนใจในแบบของตัวเอง ตอนนี้เราจะพูดถึงเฉพาะเรื่องสุดท้ายเท่านั้น บรรยากาศคืออะไร? มันเกิดขึ้นได้อย่างไร? ประกอบด้วยอะไรบ้าง และแบ่งออกเป็นส่วนใดบ้าง? คำถามทั้งหมดนี้น่าสนใจอย่างยิ่ง

ชื่อ "บรรยากาศ" นั้นมาจากคำสองคำที่มีต้นกำเนิดจากภาษากรีก แปลเป็นภาษารัสเซียว่า "ไอน้ำ" และ "ลูกบอล" และถ้าคุณดูคำจำกัดความที่แน่นอน คุณสามารถอ่านข้อความต่อไปนี้: “ชั้นบรรยากาศคือเปลือกอากาศของโลกซึ่งพัดพาไปในอวกาศรอบนอก” มันพัฒนาควบคู่ไปกับกระบวนการทางธรณีวิทยาและธรณีเคมีที่เกิดขึ้นบนโลก. และทุกวันนี้กระบวนการทั้งหมดที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตก็ขึ้นอยู่กับมัน หากไม่มีชั้นบรรยากาศ ดาวเคราะห์ก็จะกลายเป็นทะเลทรายที่ไร้ชีวิตชีวาเหมือนดวงจันทร์

ประกอบด้วยอะไรบ้าง?

คำถามที่ว่าบรรยากาศคืออะไรและองค์ประกอบใดบ้างที่รวมอยู่ในนั้นทำให้ผู้คนสนใจมาเป็นเวลานาน ส่วนประกอบหลักของเปลือกหอยนี้เป็นที่รู้จักในปี พ.ศ. 2317 ติดตั้งโดย Antoine Lavoisier เขาค้นพบว่าองค์ประกอบของบรรยากาศส่วนใหญ่ประกอบด้วยไนโตรเจนและออกซิเจน เมื่อเวลาผ่านไปส่วนประกอบของมันก็ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้น และตอนนี้เป็นที่รู้กันว่าประกอบด้วยก๊าซอื่นๆ อีกมากมาย เช่นเดียวกับน้ำและฝุ่น

เรามาดูกันดีกว่าว่าอะไรเป็นส่วนประกอบของชั้นบรรยากาศของโลกใกล้กับพื้นผิวของมัน ก๊าซที่พบมากที่สุดคือไนโตรเจน ประกอบด้วยมากกว่าร้อยละ 78 เล็กน้อย แต่ถึงแม้จะมีปริมาณมาก แต่ไนโตรเจนก็แทบไม่ใช้งานในอากาศเลย

องค์ประกอบรองในด้านปริมาณและสำคัญมากคือออกซิเจน ก๊าซนี้มีเกือบ 21% และมีฤทธิ์ที่สูงมาก หน้าที่เฉพาะของมันคือออกซิไดซ์อินทรียวัตถุที่ตายแล้ว ซึ่งจะสลายตัวอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยานี้

ก๊าซต่ำแต่สำคัญ

ก๊าซที่สามที่เป็นส่วนหนึ่งของบรรยากาศคืออาร์กอน มันน้อยกว่าหนึ่งเปอร์เซ็นต์เล็กน้อย หลังจากนั้นก็เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์พร้อมกับนีออน ฮีเลียมกับมีเธน คริปทอนกับไฮโดรเจน ซีนอน โอโซน และแม้กระทั่งแอมโมเนีย แต่มีน้อยมากที่เปอร์เซ็นต์ของส่วนประกอบดังกล่าวเท่ากับหนึ่งในร้อย พันและล้าน ในจำนวนนี้มีเพียงคาร์บอนไดออกไซด์เท่านั้นที่มีบทบาทสำคัญ เนื่องจากเป็นวัสดุก่อสร้างที่พืชต้องการสำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสง หน้าที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งคือป้องกันรังสีและดูดซับความร้อนบางส่วนจากดวงอาทิตย์

โอโซนเป็นก๊าซขนาดเล็กแต่สำคัญอีกชนิดหนึ่งที่มีอยู่เพื่อดักจับรังสีอัลตราไวโอเลตที่มาจากดวงอาทิตย์ ด้วยคุณสมบัตินี้ ทุกชีวิตบนโลกนี้จึงได้รับการปกป้องอย่างน่าเชื่อถือ ในทางกลับกัน โอโซนส่งผลต่ออุณหภูมิของชั้นสตราโตสเฟียร์ เนื่องจากดูดซับรังสีนี้ ทำให้อากาศร้อนขึ้น

ความคงที่ขององค์ประกอบเชิงปริมาณของบรรยากาศได้รับการดูแลโดยการผสมอย่างต่อเนื่อง ชั้นของมันเคลื่อนที่ทั้งแนวนอนและแนวตั้ง ดังนั้นทุกที่ในโลกจึงมีออกซิเจนเพียงพอและไม่มีคาร์บอนไดออกไซด์มากเกินไป

มีอะไรอีกในอากาศ?

ควรสังเกตว่าสามารถพบไอน้ำและฝุ่นได้ในน่านฟ้า ส่วนหลังประกอบด้วยละอองเรณูและอนุภาคของดิน ในเมือง พวกมันถูกรวมเข้ากับสิ่งเจือปนของการปล่อยของแข็งจากก๊าซไอเสีย

แต่มีน้ำในบรรยากาศมาก ภายใต้เงื่อนไขบางประการ มันจะควบแน่นและมีเมฆและหมอกปรากฏขึ้น โดยพื้นฐานแล้ว สิ่งเหล่านี้ก็เหมือนกัน มีเพียงอันแรกเท่านั้นที่ปรากฏสูงเหนือพื้นผิวโลก และอันสุดท้ายแผ่กระจายไปตามนั้น เมฆมีรูปร่างที่แตกต่างกัน กระบวนการนี้ขึ้นอยู่กับความสูงเหนือพื้นโลก

หากพวกมันก่อตัวสูงเหนือพื้นดิน 2 กม. พวกมันจะเรียกว่าเลเยอร์ มาจากพวกเขาที่ฝนตกลงมาบนพื้นดินหรือหิมะตก เหนือเมฆคิวมูลัสก่อตัวสูงถึง 8 กม. พวกมันสวยงามและงดงามที่สุดเสมอ พวกเขาคือคนที่มองพวกเขาและสงสัยว่าพวกเขามีลักษณะอย่างไร หากการก่อตัวดังกล่าวปรากฏขึ้นในอีก 10 กม. ข้างหน้า จะเบาและโปร่งสบายมาก ชื่อของพวกเขาคือขนนก

ชั้นบรรยากาศแบ่งออกเป็นชั้นใด?

แม้ว่าจะมีอุณหภูมิที่แตกต่างกันมาก แต่ก็เป็นเรื่องยากมากที่จะบอกได้ว่าชั้นหนึ่งเริ่มต้นและสิ้นสุดอีกชั้นหนึ่งมีความสูงเท่าใด การแบ่งนี้มีเงื่อนไขมากและเป็นการประมาณ อย่างไรก็ตาม ชั้นบรรยากาศยังคงมีอยู่และทำหน้าที่ของมันได้

ส่วนต่ำสุดของเปลือกอากาศเรียกว่าชั้นโทรโพสเฟียร์ ความหนาจะเพิ่มขึ้นเมื่อเคลื่อนจากขั้วไปยังเส้นศูนย์สูตรจาก 8 กม. เป็น 18 กม. นี่เป็นส่วนที่อบอุ่นที่สุดของบรรยากาศเพราะอากาศในนั้นได้รับความร้อนจากพื้นผิวโลก ไอน้ำส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ในชั้นโทรโพสเฟียร์ ซึ่งเป็นเหตุให้เมฆก่อตัว ฝนตก พายุฝนฟ้าคะนองส่งเสียงกึกก้อง และลมพัด

ชั้นถัดไปมีความหนาประมาณ 40 กิโลเมตร และเรียกว่าชั้นสตราโตสเฟียร์ หากผู้สังเกตการณ์เคลื่อนตัวไปในส่วนนี้ของอากาศ เขาจะพบว่าท้องฟ้าเปลี่ยนเป็นสีม่วง สิ่งนี้อธิบายได้ด้วยความหนาแน่นต่ำของสสารซึ่งในทางปฏิบัติแล้วจะไม่กระจายรังสีของดวงอาทิตย์ เครื่องบินเจ็ตบินอยู่ในชั้นนี้ พื้นที่เปิดโล่งทั้งหมดเปิดสำหรับพวกเขาเนื่องจากไม่มีเมฆเลย ภายในชั้นสตราโตสเฟียร์มีชั้นที่ประกอบด้วยโอโซนจำนวนมาก

หลังจากนั้นก็มาถึงสตราโทพอสและมีโซสเฟียร์ ส่วนหลังมีความหนาประมาณ 30 กม. โดดเด่นด้วยความหนาแน่นและอุณหภูมิของอากาศที่ลดลงอย่างรวดเร็ว ท้องฟ้าปรากฏเป็นสีดำสำหรับผู้สังเกตการณ์ ที่นี่คุณสามารถชมดาวในตอนกลางวันได้

ชั้นที่ไม่มีอากาศเลย

โครงสร้างของบรรยากาศดำเนินต่อไปด้วยชั้นที่เรียกว่าเทอร์โมสเฟียร์ซึ่งยาวที่สุดในบรรดาชั้นอื่น ๆ ทั้งหมดโดยมีความหนาถึง 400 กม. ชั้นนี้โดดเด่นด้วยอุณหภูมิมหาศาล ซึ่งสามารถสูงถึง 1,700 °C

สองทรงกลมสุดท้ายมักจะรวมกันเป็นหนึ่งและเรียกว่าไอโอโนสเฟียร์ นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าปฏิกิริยาเกิดขึ้นกับการปล่อยไอออน เป็นชั้นเหล่านี้ที่ทำให้สามารถสังเกตปรากฏการณ์ทางธรรมชาติเช่นแสงเหนือได้

ห่างจากโลกอีก 50 กม. จะถูกจัดสรรไปยังนอกโซสเฟียร์ นี่คือเปลือกชั้นนอกของชั้นบรรยากาศ มันกระจายอนุภาคอากาศออกสู่อวกาศ ดาวเทียมสภาพอากาศมักจะเคลื่อนที่ในชั้นนี้

ชั้นบรรยากาศของโลกสิ้นสุดลงด้วยสนามแมกนีโตสเฟียร์ เธอคือผู้ที่ปกป้องดาวเทียมเทียมส่วนใหญ่ของโลก

หลังจากที่กล่าวมาทั้งหมดแล้ว ก็ไม่ควรมีคำถามเหลืออยู่ว่าบรรยากาศเป็นอย่างไร หากคุณมีข้อสงสัยเกี่ยวกับความจำเป็น ก็สามารถขจัดออกได้อย่างง่ายดาย

ความหมายของบรรยากาศ

หน้าที่หลักของชั้นบรรยากาศคือการปกป้องพื้นผิวโลกจากความร้อนสูงเกินไปในตอนกลางวันและความเย็นมากเกินไปในตอนกลางคืน จุดประสงค์สำคัญถัดไปของเปลือกหอยซึ่งไม่มีใครโต้แย้งได้ คือการจัดหาออกซิเจนให้กับสิ่งมีชีวิตทุกชนิด หากปราศจากสิ่งนี้ พวกเขาก็จะหายใจไม่ออก

อุกกาบาตส่วนใหญ่จะลุกไหม้ในชั้นบนและไม่มีวันถึงพื้นผิวโลก และผู้คนสามารถชื่นชมแสงที่ลอยอยู่ได้ โดยเข้าใจผิดว่าเป็นดาวตก หากไม่มีชั้นบรรยากาศ โลกทั้งใบก็จะเต็มไปด้วยหลุมอุกกาบาต และการป้องกันจากรังสีดวงอาทิตย์ได้ถูกกล่าวถึงข้างต้นแล้ว

บุคคลมีอิทธิพลต่อบรรยากาศอย่างไร?

เชิงลบมาก นี่เป็นเพราะกิจกรรมที่เพิ่มขึ้นของผู้คน ส่วนแบ่งหลักของด้านลบทั้งหมดอยู่ที่อุตสาหกรรมและการขนส่ง อย่างไรก็ตามมันเป็นรถยนต์ที่ปล่อยมลพิษเกือบ 60% ออกมาสู่ชั้นบรรยากาศ ส่วนที่เหลืออีกสี่สิบถูกแบ่งระหว่างพลังงานและอุตสาหกรรม เช่นเดียวกับอุตสาหกรรมการกำจัดของเสีย

รายการสารอันตรายที่เติมอากาศทุกวันนั้นยาวมาก เนื่องจากการขนส่งในชั้นบรรยากาศ ได้แก่ ไนโตรเจนและซัลเฟอร์ คาร์บอน สีน้ำเงินและเขม่า รวมถึงสารก่อมะเร็งที่รุนแรงที่ทำให้เกิดมะเร็งผิวหนัง - เบนโซไพรีน

อุตสาหกรรมมีองค์ประกอบทางเคมีดังต่อไปนี้: ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ไฮโดรคาร์บอนและไฮโดรเจนซัลไฟด์ แอมโมเนียและฟีนอล คลอรีนและฟลูออรีน หากกระบวนการดำเนินต่อไป ในไม่ช้าคำตอบของคำถาม: “บรรยากาศคืออะไร? ประกอบด้วยอะไรบ้าง? จะแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง

อวกาศเต็มไปด้วยพลังงาน พลังงานเติมพื้นที่ไม่สม่ำเสมอ

มีสถานที่แห่งสมาธิและการปลดปล่อย วิธีนี้ทำให้คุณสามารถประมาณความหนาแน่นได้

พื้นที่จากพื้นผิวโลกถึงระดับความสูงประมาณ 16 กิโลเมตร (จากเส้นศูนย์สูตรถึงขั้วค่าจะน้อยกว่าและขึ้นอยู่กับฤดูกาลด้วย) เรียกว่า โทรโพสเฟียร์ ชั้นโทรโพสเฟียร์เป็นชั้นที่มีอากาศในบรรยากาศประมาณ 80% และไอน้ำเกือบทั้งหมดรวมตัวกันอยู่ นี่คือจุดที่กระบวนการที่ส่งผลต่อสภาพอากาศเกิดขึ้น ความดันและอุณหภูมิลดลงตามระดับความสูง สาเหตุของอุณหภูมิอากาศที่ลดลงคือกระบวนการอะเดียแบติก ก๊าซจะเย็นตัวลงในระหว่างการขยายตัว

ที่ขอบเขตด้านบนของโทรโพสเฟียร์ค่าสามารถถึง -50, -60 องศาเซลเซียส

ถัดมาเป็นสตราโตสเฟียร์ มันทอดยาวได้ถึง 50 กิโลเมตร

ในชั้นบรรยากาศนี้อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นตามความสูงโดยได้ค่าที่จุดสูงสุดประมาณ 0 C อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเกิดจากกระบวนการดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตโดยชั้นโอโซน การแผ่รังสีทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมี

โมเลกุลออกซิเจนแตกตัวเป็นอะตอมเดี่ยวซึ่งสามารถรวมกับโมเลกุลออกซิเจนปกติเพื่อสร้างโอโซนได้

รังสีจากดวงอาทิตย์ที่มีความยาวคลื่นระหว่าง 10 ถึง 400 นาโนเมตร จัดอยู่ในประเภทรังสีอัลตราไวโอเลต

ยิ่งความยาวคลื่นของรังสี UV สั้นลง ก็ยิ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตมากขึ้นเท่านั้น

แสงออโรร่าเกิดขึ้นในเทอร์โมสเฟียร์ ในชั้นบรรยากาศนี้ ลมสุริยะจะทำปฏิกิริยากับสนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์

ชั้นสุดท้ายของชั้นบรรยากาศคือชั้นเอกโซสเฟียร์ ซึ่งเป็นเปลือกนอกที่ทอดยาวหลายพันกิโลเมตร

ที่จริงแล้วเอกโซสเฟียร์เป็นสถานที่ว่างเปล่า อย่างไรก็ตาม จำนวนอะตอมที่เคลื่อนที่ไปมาที่นี่มีลำดับความสำคัญมากกว่าในอวกาศระหว่างดาวเคราะห์

ชายคนหนึ่งสูดอากาศ ความดันปกติคือ 760 มิลลิเมตรปรอท ที่ระดับความสูง 10,000 ม. ความดันประมาณ 200 มม. rt. ศิลปะ. ที่ระดับความสูงดังกล่าว คนเราอาจหายใจได้ อย่างน้อยก็ในช่วงเวลาสั้นๆ แต่ต้องเตรียมตัวให้พร้อม

รัฐจะใช้งานไม่ได้อย่างชัดเจน

องค์ประกอบของก๊าซในบรรยากาศ: ไนโตรเจน 78%, ออกซิเจน 21%, อาร์กอนประมาณ 1 เปอร์เซ็นต์ ส่วนที่เหลือเป็นส่วนผสมของก๊าซซึ่งคิดเป็นสัดส่วนที่เล็กที่สุดของทั้งหมด

ทุกคนที่บินบนเครื่องบินจะคุ้นเคยกับข้อความประเภทนี้: “ เที่ยวบินของเราเกิดขึ้นที่ระดับความสูง 10,000 ม. อุณหภูมิภายนอกคือ 50 ° C” ดูเหมือนไม่มีอะไรพิเศษ ยิ่งอยู่ห่างจากพื้นผิวโลกที่ได้รับความร้อนจากดวงอาทิตย์มากเท่าไรก็ยิ่งเย็นลงเท่านั้น หลายคนคิดว่าอุณหภูมิจะลดลงอย่างต่อเนื่องตามระดับความสูง และอุณหภูมิจะค่อยๆ ลดลงจนเข้าใกล้อุณหภูมิในอวกาศ อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์คิดเช่นนั้นจนถึงปลายศตวรรษที่ 19 มาดูการกระจายตัวของอุณหภูมิอากาศบนโลกกันดีกว่า บรรยากาศแบ่งออกเป็นหลายชั้น ซึ่งสะท้อนถึงธรรมชาติของการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเป็นหลักชั้นบรรยากาศชั้นล่างเรียกว่า

ในปี พ.ศ. 2442 พบค่าต่ำสุดในโปรไฟล์อุณหภูมิแนวตั้งที่ระดับความสูงหนึ่ง จากนั้นอุณหภูมิก็เพิ่มขึ้นเล็กน้อย จุดเริ่มต้นของการเพิ่มขึ้นนี้หมายถึงการเปลี่ยนไปสู่ชั้นบรรยากาศถัดไป - เป็น สตราโตสเฟียร์ซึ่งหมายถึง "ทรงกลมของชั้น" คำว่าสตราโตสเฟียร์หมายถึงและสะท้อนความคิดก่อนหน้านี้เกี่ยวกับความเป็นเอกลักษณ์ของชั้นสตราโตสเฟียร์ที่ทอดยาวไปถึงระดับความสูงประมาณ 50 กม. เหนือพื้นผิวโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งอุณหภูมิอากาศที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วอธิบายได้ว่าปฏิกิริยาการก่อตัวของโอโซนเป็นหนึ่งในปฏิกิริยาเคมีหลักที่เกิดขึ้นในบรรยากาศ

โอโซนส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ที่ระดับความสูงประมาณ 25 กม. แต่โดยทั่วไปแล้วชั้นโอโซนจะเป็นเปลือกที่ขยายออกอย่างมาก ครอบคลุมเกือบทั้งสตราโตสเฟียร์ ปฏิสัมพันธ์ของออกซิเจนกับรังสีอัลตราไวโอเลตเป็นหนึ่งในกระบวนการที่เป็นประโยชน์ในชั้นบรรยากาศของโลกซึ่งมีส่วนช่วยในการดำรงชีวิตบนโลก การดูดซับพลังงานนี้โดยโอโซนช่วยป้องกันการไหลมากเกินไปไปยังพื้นผิวโลก ซึ่งเป็นจุดที่สร้างระดับพลังงานที่เหมาะสมสำหรับการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตบนบกอย่างแน่นอน โอโซโนสเฟียร์ดูดซับพลังงานรังสีบางส่วนที่ผ่านชั้นบรรยากาศ เป็นผลให้มีการไล่ระดับอุณหภูมิอากาศในแนวตั้งประมาณ 0.62°C ต่อ 100 ม. ในชั้นโอโซโนสเฟียร์ กล่าวคือ อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นตามระดับความสูงจนถึงขีดจำกัดด้านบนของสตราโตสเฟียร์ - สตราโตสเฟียร์ (50 กม.) ซึ่งไปถึง ตาม ข้อมูลบางส่วน 0°C

ที่ระดับความสูงตั้งแต่ 50 ถึง 80 กม. จะมีชั้นบรรยากาศที่เรียกว่า มีโซสเฟียร์- คำว่า "มีโซสเฟียร์" หมายถึง "ทรงกลมกลาง" ซึ่งอุณหภูมิของอากาศจะลดลงอย่างต่อเนื่องตามความสูง เหนือมีโซสเฟียร์ในชั้นที่เรียกว่า เทอร์โมสเฟียร์อุณหภูมิจะสูงขึ้นอีกครั้งโดยสูงถึงประมาณ 1,000°C แล้วลดลงอย่างรวดเร็วถึง -96°C แต่จะไม่ลดลงไปเรื่อย ๆ แล้วอุณหภูมิก็จะเพิ่มขึ้นอีกครั้ง

เทอร์โมสเฟียร์เป็นชั้นแรก ไอโอโนสเฟียร์- ต่างจากชั้นที่กล่าวมาก่อนหน้านี้ ไอโอโนสเฟียร์ไม่ได้แยกตามอุณหภูมิ ไอโอโนสเฟียร์เป็นพื้นที่ที่มีลักษณะทางไฟฟ้าที่ทำให้การสื่อสารทางวิทยุหลายประเภทเป็นไปได้ ไอโอโนสเฟียร์แบ่งออกเป็นหลายชั้น กำหนดด้วยตัวอักษร D, E, F1 และ F2 การแยกชั้นออกเป็นหลายสาเหตุ โดยสาเหตุที่สำคัญที่สุดคืออิทธิพลของชั้นที่ไม่เท่ากันในการผ่านของคลื่นวิทยุ ชั้นต่ำสุด D จะดูดซับคลื่นวิทยุเป็นหลักและป้องกันการแพร่กระจายต่อไป ชั้น E ที่ได้รับการศึกษาที่ดีที่สุดจะอยู่ที่ระดับความสูงประมาณ 100 กม. เหนือพื้นผิวโลก เรียกอีกอย่างว่าชั้น Kennelly-Heaviside ตามชื่อของนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันและอังกฤษที่ค้นพบมันพร้อมกันและเป็นอิสระ เลเยอร์ E เหมือนกระจกบานใหญ่ สะท้อนคลื่นวิทยุ ต้องขอบคุณชั้นนี้ คลื่นวิทยุที่ยาวจึงเดินทางได้ไกลเกินกว่าที่คาดไว้หากพวกมันแพร่กระจายเป็นเส้นตรง โดยไม่ถูกสะท้อนจากชั้น E มีคุณสมบัติคล้ายคลึงกัน ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าชั้นแอปเปิลตัน เมื่อรวมกับชั้น Kennelly-Heaviside จะสะท้อนคลื่นวิทยุไปยังสถานีวิทยุภาคพื้นดิน ชั้นแอปเปิลตันตั้งอยู่ที่ระดับความสูงประมาณ 240 กม.

มักเรียกว่าบริเวณชั้นนอกสุดของชั้นบรรยากาศ หรือชั้นที่สองของไอโอโนสเฟียร์ นอกโลก- คำนี้หมายถึงการมีอยู่ของพื้นที่รอบนอกอวกาศใกล้โลก เป็นการยากที่จะระบุได้อย่างแน่ชัดว่าบรรยากาศสิ้นสุดและอวกาศเริ่มต้นที่ใด เนื่องจากความหนาแน่นของก๊าซในบรรยากาศจะค่อยๆ ลดลงที่ระดับความสูง และบรรยากาศเองก็ค่อยๆ กลายเป็นสุญญากาศ ซึ่งมีเพียงโมเลกุลเดี่ยวเท่านั้นที่ถูกพบ เมื่ออยู่ที่ระดับความสูงประมาณ 320 กิโลเมตร ความหนาแน่นของบรรยากาศจึงต่ำมากจนโมเลกุลสามารถเคลื่อนที่ได้ไกลกว่า 1 กิโลเมตรโดยไม่ชนกัน ส่วนนอกสุดของชั้นบรรยากาศทำหน้าที่เป็นขอบเขตบน ซึ่งตั้งอยู่ที่ระดับความสูงตั้งแต่ 480 ถึง 960 กม.

ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับกระบวนการในชั้นบรรยากาศสามารถดูได้ที่เว็บไซต์ “Earth Climate”

อากาศในบรรยากาศประกอบด้วยไนโตรเจน (77.99%) ออกซิเจน (21%) ก๊าซเฉื่อย (1%) และคาร์บอนไดออกไซด์ (0.01%) ส่วนแบ่งของคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปเนื่องจากผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้เชื้อเพลิงถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศและนอกจากนี้พื้นที่ป่าที่ดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์และปล่อยออกซิเจนก็ลดลง

บรรยากาศยังประกอบด้วยโอโซนจำนวนเล็กน้อยซึ่งมีความเข้มข้นที่ระดับความสูงประมาณ 25-30 กม. และก่อตัวเป็นชั้นโอโซนที่เรียกว่า ชั้นนี้สร้างอุปสรรคต่อรังสีอัลตราไวโอเลตจากแสงอาทิตย์ซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตบนโลก

นอกจากนี้บรรยากาศยังประกอบด้วยไอน้ำและสิ่งสกปรกต่างๆ - ฝุ่นละออง, เถ้าภูเขาไฟ, เขม่า ฯลฯ ความเข้มข้นของสิ่งสกปรกจะสูงกว่าบริเวณพื้นผิวโลกและในบางพื้นที่: เหนือเมืองใหญ่คือทะเลทราย

โทรโพสเฟียร์- ด้านล่างประกอบด้วยอากาศส่วนใหญ่และ ความสูงของชั้นนี้แตกต่างกันไป: จาก 8-10 กม. ใกล้เขตร้อนถึง 16-18 กม. ใกล้เส้นศูนย์สูตร ในชั้นโทรโพสเฟียร์ จะลดลงตามที่เพิ่มขึ้น: 6°C ทุกๆ กิโลเมตร สภาพอากาศเกิดขึ้นในชั้นโทรโพสเฟียร์ ลม การตกตะกอน เมฆ พายุไซโคลน และแอนติไซโคลน

ชั้นบรรยากาศถัดไปคือ สตราโตสเฟียร์- อากาศในนั้นทำให้บริสุทธิ์มากขึ้นและมีไอน้ำน้อยกว่ามาก อุณหภูมิในส่วนล่างของชั้นสตราโตสเฟียร์คือ -60 - -80°C และลดลงตามระดับความสูงที่เพิ่มขึ้น มันอยู่ในชั้นสตราโตสเฟียร์ซึ่งมีชั้นโอโซนตั้งอยู่ สตราโตสเฟียร์มีลักษณะเป็นความเร็วลมสูง (สูงถึง 80-100 เมตร/วินาที)

มีโซสเฟียร์- ชั้นกลางของบรรยากาศ อยู่เหนือสตราโตสเฟียร์ที่ระดับความสูงตั้งแต่ 50 ถึง S0-S5 กม. มีโซสเฟียร์มีลักษณะเฉพาะคืออุณหภูมิเฉลี่ยลดลง โดยความสูงจาก 0°C ที่ขอบล่างถึง -90°C ที่ขอบบน ใกล้กับขอบเขตด้านบนของชั้นมีโซสเฟียร์ มีการสังเกตเมฆที่ส่องสว่างในเวลากลางคืน โดยได้รับแสงสว่างจากดวงอาทิตย์ ความกดอากาศที่ขอบบนของชั้นมีโซสเฟียร์นั้นน้อยกว่าพื้นผิวโลกถึง 200 เท่า

เทอร์โมสเฟียร์- ตั้งอยู่เหนือมีโซสเฟียร์ที่ระดับความสูงตั้งแต่ SO ถึง 400-500 กม. โดยในนั้นอุณหภูมิจะค่อยๆ สูงขึ้นอย่างช้าๆ จากนั้นอย่างรวดเร็วจะเริ่มสูงขึ้นอีกครั้ง เหตุผลคือการดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ที่ระดับความสูง 150-300 กม. ในเทอร์โมสเฟียร์ อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องจนถึงระดับความสูงประมาณ 400 กม. โดยจะสูงถึง 700 - 1500 ° C (ขึ้นอยู่กับกิจกรรมแสงอาทิตย์) ภายใต้อิทธิพลของรังสีอัลตราไวโอเลต รังสีเอกซ์ และรังสีคอสมิก ไอออนไนซ์ในอากาศ ("ออโรรา") ก็เกิดขึ้นเช่นกัน บริเวณหลักของไอโอโนสเฟียร์อยู่ภายในเทอร์โมสเฟียร์

เอกโซสเฟียร์- ชั้นบรรยากาศชั้นนอกที่หายากที่สุดเริ่มต้นที่ระดับความสูง 450-000 กม. และขอบเขตบนอยู่ห่างจากพื้นผิวโลกหลายพันกม. ซึ่งความเข้มข้นของอนุภาคจะเท่ากันกับในอวกาศระหว่างดาวเคราะห์ ช่องว่าง. เอกโซสเฟียร์ประกอบด้วยก๊าซไอออไนซ์ (พลาสมา); ส่วนล่างและตรงกลางของเอกโซสเฟียร์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยออกซิเจนและไนโตรเจน เมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น ความเข้มข้นสัมพัทธ์ของก๊าซเบา โดยเฉพาะไฮโดรเจนที่แตกตัวเป็นไอออนจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว อุณหภูมิในเอกโซสเฟียร์คือ 1300-3,000° C; มันจะเติบโตอย่างอ่อนแอตามความสูง แถบรังสีของโลกส่วนใหญ่อยู่ในชั้นนอกโซสเฟียร์