За изследване на физическото състояние на атмосферата се правят както инструментални, така и визуални наблюдения. Инструменталните наблюдения се извършват с помощта на специални инструменти, инсталирани близо до повърхността на земята в метеорологични станции, и инструменти, повдигнати върху гумени топки, самолети, балони и хвърчила... Инструменталните наблюдения предоставят информация за температурата, влажността, налягането на въздуха, скоростта и посоката на вятъра на повърхността на земята и на височина до 30-40 км. Освен това с тяхна помощ се определят височината на долната и горната граница на облаците, количеството на валежите, състава на въздуха, разпределението на лъчистата енергия и т.н.
Визуални наблюдения се извършват на метеорологични станции (фиг. 3). В процеса на тези наблюдения се определят формата и количеството облаци (тоест степента на покритие на небето), хоризонталният диапазон на видимост (степента на прозрачност на въздуха), естеството на падащите облаци. атмосферни валежи, интензивност на виелици и др.

Съществуват и косвени методи за изследване на структурата на атмосферата. Индиректните методи се използват главно за получаване на информация за високите слоеве на атмосферата, които все още са недостъпни за звучене. Непреки методи включват наблюдения на светлинни явления в атмосферата, разпространение на звукови вълни и радиовълни. Такива светлинни явления като полярни сияния, яркост на нощното небе, метеорни пътеки, яркост на полумрачното небе и т.н., позволяват да се прецени плътността и температурата на въздуха, скоростта и посоката на въздушните течения.
От косвените методи за изследване на атмосферата могат да се отбележат и следните:
с помощта на перламутрови облаци за определяне на вятъра и влажността на въздуха на височини 22-26 км, чрез нощни облаци-въздушни течения на височини 80-90 км;
температурата, налягането, вятърът се определят от анормалното разпространение на звука; същите елементи се определят от метеорни пътеки на височина 50-150 км;
чрез ултравиолетова радиация съдържанието на озон се определя, от излъчването на нощното небе - състава и температурата на въздуха на височина 60-70 км, от полярното сияние - на височина 80-1000 км.
Метеорологичните и геофизичните ракети определят налягането, плътността и температурата на въздуха, както и слънчевия спектър и т.н.
Най -разпространеното радиометеорологично устройство е радиозонд, изобретение на П. А. Молчанов (фиг. 4). Пуснат на гумена топка в свободна атмосфера, радиозондът по време на полет регистрира налягането, температурата и влажността на въздуха и предава резултатите от измерването по радио с конвенционални сигнали. Сигналите се улавят от радиоприемници и се декодират от наблюдатели. След бърза обработка стойностите на метеорологичните елементи се получават на различни височини.

Информация за посоката и скоростта на въздушните течения на височини се получава с помощта на пилотни балони и радиопилоти. Пилотните балони са малки гумени балони, пълни с водород. След като бъдат пуснати в свободен полет, те се наблюдават в аерологичен теодолит. Показанията за ъглите се използват за изчисляване на посоката и скоростта на вятъра на различни височини. За разлика от наблюденията с пилотни балони, извършвани при ясно време, радиопилотните наблюдения с помощта на радар или радиопеленгатор позволяват определяне на посоката и скоростта на вятъра дори при облачно време.
Височината на облачната база се измерва с пилотни балони и прожектори. За същата цел се използват самолети, проектирани за измерване на атмосферата, и километри, издигнати върху гумени топки.
V последните годиниза изследване на микроструктурата на облаците и за други цели са оборудвани специални лабораторни самолети.
Почти всички изброени средства за наблюдение на физическото състояние на свободната атмосфера са създадени през настоящия век, главно през последните 20-25 години.
Аерологията, която е клон на метеорологията, се занимава с изучаване на физическите процеси и явления, протичащи в свободна атмосфера.
Първата информация за структурата на атмосферата е получена с помощта на балони. В Русия първото научно приложение на балона е извършено от академик Я. Д. Захаров през 1804 г. Впоследствие известни учени Д. И. Менделеев, М. А. Рикачев и други извършват полети. (19) август 1877 г. от град Клин.
У нас първият полет на стратосферния балон е осъществен през 1933 г. Стратосферният балон „СССР-1“ се издига до рекордната за това време височина от 19 км (фиг. 5). Друг съветски стратосферен балон „Осоавиахим-1“ през 1934 г. достига височина 22 км. Наблюденията, направени по време на полета, дадоха много ценна информация за структурата и състава на въздуха в долните слоеве на стратосферата. Полетите на стратосферни балони през тези години се извършват и в САЩ.

Стратостат "СССР-1"

Нови интересни данни за структурните характеристики на високите слоеве на атмосферата, както вече беше споменато, бяха получени в края на 40 -те и 50 -те години с помощта на специални метеорологични и геофизични ракети, изкуствени спътнициЗемя и косвени методи за изследване на атмосферата. Особено много изстрелвания са извършени по време на IGY, IGU и по -късно, т.е., започвайки от 1957 г.
Многобройни изстрелвания на ракети както в СССР, така и в чужбина бяха извършени в различни точки на север и южното полукълбо... В резултат на това за първи път беше получена ценна информация за високите слоеве на атмосферата над Арктика и Антарктида, Европа и Азия, Америка и Австралия, над океаните. Данните, получени в Арктика, Антарктика и екваториалната зона са особено интересни.
Повечето метеорологични ракети се изстрелват на височина 60-100 км. Геофизичните ракети достигат много по -голяма надморска височина. Така например ракета, създадена в СССР с общо тегло 2200 кг през май 1957 г., се издига на височина 212 км, а на 21 февруари 1958 г. достига друга съветска ракета с научно оборудване с общо тегло 1520 кг. надморска височина 473 км. Инструментите в ракетата обикновено се връщат на Земята.
Регистрирането на различни метеорологични елементи и явления става както при бързото изкачване на ракетата, така и при плавното спускане с парашут на контейнера с отделящото се от него оборудване. Резултатите от наблюденията се предават на Земята с помощта на радиотелеметрично оборудване. Научните инструменти записват температура, налягане и химичен съставатмосфери на различни височини; те се използват за изследване на физическите свойства на йоносферата, космическите лъчи и късо вълновата ултравиолетова част на слънчевия спектър.
С изстрелването на първия изкуствен спътник на Земята във високите слоеве на атмосферата, заедно с изучаването на тези слоеве, започна проучването на прилежащото космическо пространство. Изкуствените спътници на Земята за изследване на атмосферата имат значителни предимства пред метеорологичните ракети. Последните, тъй като са много скъпи и сложни, позволяват получаването на информация само в няколко точки от стартирането им и за кратки периоди от време. Междувременно систематичното изследване на атмосферните процеси изисква широка мрежа от станции, изстрелващи едновременно ракети - подобие на съществуващата мрежа от аерологични станции - което все още е трудно за изпълнение.
Изкуствените спътници, въпреки трудностите при извеждането им на орбита, имат редица предимства. Като научна лаборатория, спътникът, по време на многодневния си полет, регистрира и предава по радио информация за състава на атмосферата, космическото излъчване, силата на магнитното поле на Земята, корпускулярното излъчване на Слънцето и т.н. Глобусътна височината на орбитата си.
Специалните метеорологични спътници на Земята правят снимки на облаци от надморска височина 300 км и повече и по този начин регистрират естеството на времето едновременно върху обширни части на Земята. Според данните, получени с помощта на изкуствени земни спътници, се изчисляват компонентите на топлинния баланс на атмосферата, което дава възможност да се определи разпределението на температурата и вятъра на земната повърхност и на височини.
Очевидно е, че поредица от метеорологични изкуствени спътници могат да бъдат изстреляни едновременно на различни височини, което ще направи възможно получаването на данни за характеристиките на процесите във високите слоеве на атмосферата многократно и за дълъг период от време. Вярно е, че за дълго съществуване на изкуствен спътник е необходимо орбитата му да бъде разположена над плътните слоеве на атмосферата, т.е. над 200 км.
Изкуствените земни спътници, изстреляни в орбити под 1000 км над земната повърхност, преминават през горните слоеве на атмосферата. Влизайки в атмосферата и изпитвайки съпротива, спътниците постепенно губят скоростта си и се придвижват към по -ниски орбити. Изкуствените земни спътници, изстреляни на орбити над 1000 км над земната повърхност, могат да съществуват дълго време.
Първият изкуствен спътник на Земята е изстрелян в Съветския съюз на 4 октомври 1957 г. на височина около 900 км, вторият на 3 ноември 1957 г. на височина 1700 км, а третият на 15 май 1958 г. на височина от 1880 км.
Големи перспективи в изследването на космоса се откриха във връзка с изстрелването на космически кораби. Първият съветски космически кораб -спътник е изведен на орбита на 15 май 1960 г. Вторият спътников космически кораб е изстрелян на 19 август 1960 г., а третият спътник е изведен на 1 декември 1960 г.
Изстрелват се космически ракети за изследване на космоса. Първата космическа ракета с тегло 1472 кг е изстреляна в Съветския съюз на 2 януари 1959 г., втората на 12 септември (теглото й е 1511 кг), а третата на 4 октомври същата година (теглото е 1553 кг).
1961 г. е белязана с нови успехи при проникването в дълбините на атмосферата и космоса. На 12 февруари Съветският съюз изстрелва ракета към планетата Венера, а на 12 април 1961 г. първият в света космонавт Юрий Алексеевич Гагарин обиколи Земята със спътника „Восток-1“. Полетът, който продължи 108 минути, беше възхитен от цял ​​свят.
12 април 1961 г. ще влезе в историята като първия ден от ерата на проникването на човека в космоса. Историческият подвиг на Юрий Гагарин демонстрира силата на творческия гений на съветския народ.
Както знаете, вече вторият космически кораб-спътник с тегло до 4,6 тона безопасно се върна на Земята. Имаше всички условия за мъжки полет. Но беше необходима пълна увереност в безопасността на полета и връщането на астронавта на Земята. Едва след поредица изстрелвания съветските учени изпратиха първия човек в космически полет. По -късно в Съединените щати човешките полети се извършват в ракети и в сателит.
Изпълнението на полети на космически кораби е изпълнено с редица трудности. Още през 17 век. великият Нютон определи две стойности на скоростта, необходими за определяне на силата на гравитацията. Една от тях - първата космическа скорост - на повърхността на земята е равна на 8 км / сек. Тази скорост осигурява полета на изстреляния обект около Земята като изкуствен спътник. Друго количество, наречено втора космическа скорост, е 11 км / сек. С втора космическа скорост изстреляният обект преодолява силата на гравитацията и отива в междупланетното пространство. Такива скорости се постигат с помощта на многостепенни ракети.
За безопасен пилотиран космически полет междупланетните космически кораби трябва да бъдат управляеми, тъй като при това условие е възможно да се осигури връщане на Земята. Но това не е всичко. Необходимо е да се създадат такива условия, така че човешкото тяло да издържи на полета. Човешкото тяло може лесно да понася всякаква скорост. Ние не усещаме скоростта на влака, полета на самолет, движението на Земята около Слънцето (последната скорост е около 30 км / сек) и т. Н. Но човешкото тяло е много чувствително към промени в скоростта, т.е. до ускорение. Някои хора лесно понасят карането на ски по „американските“ планини, докато други се чувстват по -зле дори когато се качват и слизат с асансьор.
Ускорението на сателитния кораб е огромно. Това води до увеличаване на теглото на астронавта в момента на излитане няколко пъти. Следователно, в допълнение към специалната подготовка на тялото за космически полети, е разработен такъв режим на изкачване, който гарантира безопасността на космонавта.
И какъв ефект има безтегловността върху човек?
При вертикално изстрелване до надморска височина 100 км човек изпитва безтегловност за около 3 минути, при изстрелване до 200 км - 5-6 минути и до 500 км - около 10 минути. По време на орбиталния полет на изкуствени земни спътници, както и на космически кораби, безтегловността продължава непрекъснато.
Полетите на експериментални животни показаха, че безтегловността не трябва да влияе забележимо върху тялото. След полета на Юрий Гагарин, въпросът за ефекта на безтегловността върху човешкото тяло най -накрая беше изяснен.
По -малко от четири месеца след първия пилотиран полет в космоса съветската наука постигна нов блестящ успех в изпълнението на космическите полети.
6 август 1961 г. в 9 часа Съветски космически кораб-спътник "Восток-2", пилотиран от германеца Степанович Титов, за 25 часа. направи 17 оборота около Земята и, като прелетя над 700 000 км, на 7 август в 10 часа. 18 минути кацна в даден район, близо до мястото за кацане на сателитния космически кораб „Восток-1“ с пилот-космонавт Юрий Гагарин.
Полетът на космическия кораб „Восток-2“ се осъществи на орбита с минимално разстояние на космическия кораб от земната повърхност (в перигей) 183 км и максимално разстояние (в апогей) 244 км. Полетът доказа възможността за дълъг престой на човека в космоса.
На 11 август 1962 г. космическият кораб "Восток-3", пилотиран от пилота-космонавт Андриян Григориевич Николаев, е изведен в орбитата на спътника на Земята в СССР. На следващия ден, 12 август, космическият кораб „Восток-4“ с пилот-космонавт Павел Романович Попович беше изведен на орбита.
Периодът на въртене на двата кораба около Земята е 88,5 минути. Максималното разстояние на корабите от земната повърхност (при апогея) достига съответно 251 и 254 км, а минималното (при перигея) - 183 и 180 км.
Първият в света групов полет на космически кораби се проведе в йоносферата (термосфера), за която нашите познания все още са много ограничени.
Съветските кораби -сателити кацнаха на 15 август около 10 часа. Полетната програма беше изпълнена изцяло.
Космическият кораб "Восток-3", прелетял около Земята повече от 64 пъти, изминава разстояние от над 2,6 милиона км за 95 часа, а космическият кораб "Восток-4" обикаля Земята повече от 48 пъти за 71 часа, изминавайки разстояние от около 2 милиона км ...
Забележителните полети на съветските космонавти Юрий Гагарин, Герман Титов, Андриан Николаев, Павел Попович, американският космонавт Джон Глен и други показаха, че в близко бъдеще човек ще може да проникне в междупланетното пространство и да изпълни мечтите си да лети до Луната и планетите на Слънчевата система.

Презентация на тема: Атмосфера на Земята: нейният състав и структура

1 от 12

Презентация по темата:Атмосферата на Земята: нейният състав и структура

Слайд No1

Описание на слайда:

Слайд No2

Описание на слайда:

Атмосферата (от гръцки atmos - пара и spharia - топка) е въздушната обвивка на Земята, въртяща се заедно с нея. Развитието на атмосферата е тясно свързано с геоложките и геохимичните процеси, протичащи на нашата планета, както и с дейността на живите организми. Атмосферата (от гръцки atmos - пара и spharia - топка) е въздушната обвивка на Земята, въртяща се заедно с нея. Развитието на атмосферата е тясно свързано с геоложките и геохимичните процеси, протичащи на нашата планета, както и с дейността на живите организми. Долната граница на атмосферата съвпада с повърхността на Земята, тъй като въздухът прониква в най -малките пори в почвата и се разтваря дори във вода. Горната граница на височина 2000-3000 км постепенно преминава в космоса. Благодарение на атмосферата, която съдържа кислород, животът на Земята е възможен. Атмосферният кислород се използва в процеса на дишане от хора, животни и растения.

Слайд No3

Описание на слайда:

Слайд No4

Описание на слайда:

Слайд No5

Описание на слайда:

Тропосферата е най-ниският слой на атмосферата, чиято дебелина е 8-10 км над полюсите, в умерени ширини- 10-12 км, а над екватора- 16-18 км. Тропосферата е най-ниският слой на атмосферата, чиято дебелина е 8-10 км над полюсите, 10-12 км в умерените ширини и 16-18 км над екватора. Въздухът в тропосферата се нагрява от земната повърхност, тоест от сушата и водата. Следователно температурата на въздуха в този слой намалява с височина средно с 0,6 ° C на всеки 100 м. На горната граница на тропосферата тя достига -55 ° C. В същото време в екваториалния регион при горната граница на тропосферата температурата на въздуха е -70 ° С, а в района на Северния полюс -65 ° С. В тропосферата са концентрирани около 80% от масата на атмосферата, разположени са почти всички водни пари, настъпват гръмотевични бури, бури, облаци и валежи, а също така се случва вертикално (конвекция) и хоризонтално (вятър) движение на въздуха. Можем да кажем, че времето се формира главно в тропосферата.

Слайд No6

Описание на слайда:

Стратосферата е слой от атмосферата, разположен над тропосферата на височина от 8 до 50 км. Цветът на небето в този слой изглежда лилав, което се дължи на разреждането на въздуха, поради което слънчевите лъчи почти не се разпръскват. Стратосферата е слой от атмосферата, разположен над тропосферата на височина от 8 до 50 км. Цветът на небето в този слой изглежда лилав, което се обяснява с разреждането на въздуха, поради което слънчевите лъчи почти не се разпръскват. Стратосферата съдържа 20% от масата на атмосферата. Въздухът в този слой е разреден, практически няма водни пари и поради това почти не се образуват облаци и валежи. В стратосферата обаче се наблюдават стабилни въздушни течения, чиято скорост достига 300 км / ч. Този слой съдържа озон (озонов екран, озоносфера), слой, който абсорбира ултравиолетовите лъчи, предотвратявайки тяхното достигане до Земята и по този начин защитавайки живите организми на нашата планета. Благодарение на озона температурата на въздуха в горната граница на стратосферата е в диапазона от -50 до 4-55 ° C. Между мезосферата и стратосферата има преходна зона - стратопаузата.

Слайд No7

Описание на слайда:

Мезосферата е слой от атмосферата, разположен на височина 50-80 км. Плътността на въздуха тук е 200 пъти по -малка, отколкото на повърхността на Земята. Цветът на небето в мезосферата изглежда черен, а през деня се виждат звезди. Температурата на въздуха пада до -75 (-90) ° С. Мезосферата е слой от атмосферата, разположен на височина 50-80 км. Плътността на въздуха тук е 200 пъти по -малка, отколкото на повърхността на Земята. Цветът на небето в мезосферата изглежда черен, а през деня се виждат звезди. Температурата на въздуха пада до -75 (-90) ° С. Термосферата започва на височина 80 км. Температурата на въздуха в този слой рязко се повишава до височина 250 м, а след това става постоянна: на височина 150 км достига 220-240 ° С; на надморска височина 500-600 км, той надвишава 1500 ° C.

Слайд No8

Описание на слайда:

В мезосферата и термосферата под действието на космическите лъчи молекулите на газа се разпадат на заредени (йонизирани) атомни частици, поради което тази част от атмосферата се нарича йоносфера - слой от много разреден въздух, разположен на височина от 50 до 1000 км , състоящ се главно от йонизирани кислородни атоми, молекули азотни оксиди и свободни електрони В мезосферата и термосферата, под действието на космическите лъчи, газовите молекули се разпадат в заредени (йонизирани) частици от атоми, поради което тази част от атмосферата се нарича йоносфера - слой от много разреден въздух, разположен на височина от 50 до 1000 км, състоящ се предимно от йонизирани кислородни атоми, молекули на азотен оксид и свободни електрони В йоносферата възникват полярни сияния - сиянието на разредени газове под въздействието на електрически заредени частици, летящи от Слънцето - и се наблюдават резки колебания на магнитното поле.

Слайд No11

Описание на слайда:

Атмосферата е смес от газове, състояща се от азот (78,08%), кислород (20,95%), въглероден диоксид (0,03%), аргон (0,93%), малко количество хелий, неон, ксенон, криптон (0,01%) , озон и други газове, но тяхното съдържание е незначително (Таблица 1). Съвременният състав на въздуха на Земята е установен преди повече от сто милиона години, но драстично увеличената производствена дейност на човека все пак доведе до нейната промяна. В момента има увеличение на съдържанието на CO2 с около 10-12%. Атмосферата е смес от газове, състояща се от азот (78,08%), кислород (20,95%), въглероден диоксид (0,03%), аргон (0,93%), малко количество хелий, неон, ксенон, криптон (0,01%) , озон и други газове, но тяхното съдържание е незначително (Таблица 1). Съвременният състав на въздуха на Земята е установен преди повече от сто милиона години, но драстично увеличената производствена дейност на човека все пак доведе до нейната промяна. В момента има увеличение на съдържанието на CO2 с около 10-12%.

Астронавти, които са видели нашата планета от космоса, казват, че тя е заобиколена от тънка синя мъгла. Ето как изглежда атмосферата, чието раждане все още е неясно.

Състав на атмосферата

Атмосферата (от гръцките думи atmos - въздух, sphaira - топка) е газова обвивка, която заобикаля Земята и се простира до 1000 километра нагоре от земната повърхност. Той се задържа от гравитацията на Земята.

Въздухът в атмосферата е смес от газове, малки водни капчици и ледени кристали. Съдържа също частици прах, сажди и органични вещества. Основните газове в атмосферата са азот, кислород и аргон. Те съставляват 99,9% от масата на атмосферния въздух. Съотношението им на земната повърхност е същото различни областиЗемята. Това се дължи на силното смесване на въздуха.

В атмосферата се различават няколко слоя. Те се различават по много свойства и най -вече по характеристиките на температурната промяна. Долните слоеве на атмосферата - тропосферата и стратосферата - съдържат почти целия въздух на Земята. Тропосфера - директно в непосредствена близост до земната повърхност. Горната му граница над екватора минава на височина 18 километра, а над полюсите - на височина 8-9 километра. Тропосферата съдържа повече от 4/5 от целия атмосферен въздух, съдържа почти цялата водна пара. Тук се случват хоризонтални и вертикални движения на въздуха, образуват се облаци, носещи дъжд и сняг. Температурата в тропосферата постепенно намалява отдолу нагоре и средно -55 ° C на границата със стратосферата. Животът на хората, растенията и животните протича в тропосферата.

Стратосферата се простира на надморска височина 50-55 километра. Въздухът в него е толкова рядък, че не могат да дишат. Видимостта в този слой винаги е добра, почти няма облаци, няма гръмотевични бури, няма дъжд или сняг. Следователно пътищата на съвременните самолети преминават в долните слоеве на стратосферата. В долната част на стратосферата температурата е горе -долу постоянна, но от височина 25 километра започва да се покачва и на горната граница на слоя е близо до 0 ° С.

Над стратосферата са горните слоеве на атмосферата. Температурата тук е понижена и на височина 80 километра достига минимум -80 ° C. Въздухът на тази надморска височина е толкова тънък, че не абсорбира слънчевата топлина и не разсейва светлината.

По-горе температурата в атмосферата се повишава бързо и на височина 500-600 километра е +1500 ° C. Следователно, според температурната характеристика, в горните слоеве на атмосферата се различава слой, наречен термосфера. Атмосферните височини от 100 до 1000 километра се наричат ​​йоносфера. Тук под въздействието на ултравиолетовите лъчи, идващи от Слънцето, газовите частици са силно електрифицирани. Сиянието на тези частици причинява полярното сияние.

Земята е единствената планета, която има газова обвивка, която съдържа кислород, необходим за дишането. За повечето живи организми атмосферата е среда за живот. Можем да кажем, че растения, животни и хора живеят не само на твърдата повърхност на Земята, но и на дъното на „въздушния океан“. Атмосферата предпазва планетата от вредното космическо излъчване и малките метеорити, които изгарят в нея, преди да достигнат повърхността на Земята. Значителна част от слънчевата енергия се изразходва за нагряване на повърхностния въздушен слой. Атмосферата задържа топлината на земната повърхност, подобно на одеяло, което я предпазва от прекомерно прегряване и хипотермия. Изпарената от повърхността вода образува облаци в тропосферата, които също предпазват Земята от прегряване. Те отразяват част от слънчевите лъчи и носят

За историята на изследването на горните слоеве на земната атмосфера

Живеем на дъното на въздушен океан, който се простира нагоре за хиляди километри. И всичко, което наблюдаваме метеорологични условиясе срещат в най -ниския, най -тънкия си слой - тропосферата. Дебелината му на височина в умерените ширини е 10 - 12 km, в полярни ширини 8 - 10 км и 16 - 18 км в тропиците. В сравнение с дължината на цялата дебелина на атмосферата, това е пренебрежимо малко. Но в тропосферата, както бе отбелязано по -горе, цялото ни време е концентрирано с цялото разнообразие от явления и циркулации. Той също така съдържа 4/5 от общата маса на атмосферния въздух.

Независимо от това, горните слоеве на земната атмосфера са не по -малко важни за целия живот на нашата планета. Озоновият слой, разположен в слоя до тропосферата - стратосферата - е надеждна бариера по пътя към земната повърхност, която е фатална за цялата жива ултравиолетова радиация. Освен това беше установено, че междугодишните колебания в общия озон (ТО) в световен мащаб са индикатори за изменението на климата. И според промените в ЗОС в отделни географски местоположенияВъзможно е да се преценят предстоящите аномалии на повърхностната температура в отдалечени от тази точка географски региони в дългосрочен план (до 40 дни), които несъмнено с течение на времето могат да се използват за по-точни дългосрочни прогнози за времето.

За изследване на горните слоеве на атмосферата дълго време се използват различни косвени методи, които включват преди всичко наблюдения на разпространението на звукови вълни, полумрачното небе, метеорни пътеки, движение и т.н.

През 1930 г. за първи път за изследване на атмосферата е освободен радиозонд, изобретен от съветския метеоролог П.А. Молчанов, а през 1933 г. Г.А. Прокофиев, К. Д. Годунов и Е.К. Бирнбаум се изкачи на стратосферния балон "СССР-1" на височина 19 км.

Но записи от научни наблюдения са оцелели.

През 40 -те - 50 -те години на миналия век, благодарение на техническия прогрес и оборудването на метеорологията с радиотехнически средства, стана възможно директно да се измерват много параметри на атмосферата на височини, първо до 20-30 км, а след това до 60–100 км. Стартирането на метеорологични ракети и изкуствени земни спътници значително разшириха тези възможности.

Високите издигания на радиозонда направиха възможно да се направи важно откритиев стратосферата. Установени са значителни сезонни (мусонни) промени в температурния градиент на екватора и свързаните с тях промени в режима на налягане и вятър.

Важен етап беше Международната геофизична година, която продължи от 1 юли 1957 г. до 31 декември 1958 г. Учени от 64 държави проведоха изследвания на Земята по една програма. През това време в СССР са изстреляни 112 метеорологични и 13 геофизични ракети. Данните, получени от международни екипи от учени, направиха възможно да се проучи подробно структурата на атмосферата и особеностите на нейната циркулация до надморска височина от 20-30 км.

Височинните наблюдения в горната екваториална стратосфера разкриха мултицикличност на въздушните течения-квази-две години в долната стратосфера и шест месеца в горната. Освен това и двата цикъла са в определена връзка.

21 февруари 1958 г. в СССР е изстреляна метеорологична ракета с тегло 1520 кг, която достига рекордна височина за едноетапни ракети от този клас - 473 км, а в края на лятото на същата година ракетата се издига на височина 450 км, с тегло 1690 кг.

Използването на метеорологични и геофизични ракети в атмосферните изследвания позволи на учените да получат надеждни данни до надморска височина от около 80 - 100 км.

По същество нови данни за явленията в околоземното пространство са получени с помощта на автоматичните междупланетни станции Luna-1, Luna-2 и Luna-3, стартирани съответно на 2 януари, 12 септември и 4 октомври 1959 г. Така е открита водородната геокрана, простираща се на 20 хиляди километра от Земята.

Получената научна информация показа, че в атмосферата има няколко слоя, които се различават един от друг преди всичко и най -ясно по естеството на вертикалното разпределение на температурата. И ако в началото на 20 -ти век беше обичайно да се разделя атмосферата само на две части: тропосферата (долния слой) и стратосферата, което първоначално означаваше всички слоеве на атмосферата, разположени над тропосферата, сега, по препоръка на Световната метеорологична организация (СМО) е обичайно атмосферата да се разделя на тропосферата, стратосферата, мезосферата, термосферата и екзосферата.

За откриването на озоновия слой

Учените отдавна са установили, че слънчевият спектър постоянно се отрязва в ултравиолетовата част при една и съща дължина на вълната. Атмосферата се оказа непрозрачна за още по -къси вълни. Причината за това остава неясна за дълго време, тъй като по -долу в състава на атмосферата не е известен газ, който да не пропуска ултравиолетовите лъчи. Най -накрая през 1840 г. такъв газ е открит в една от физическите лаборатории. Чрез разлагане на водата на съставните й части - кислород и водород, беше възможно да се получи нов газ с изключително силна характерна миризма. Наричан е „силно миришещ“, на гръцки „озон“.

Изследванията показват, че с издигане над земната повърхност съдържанието на озон първо се променя неравномерно и едва от надморска височина от 10 км се планира да се увеличи, особено ясно изразено над 12-15 км. На височина 20 - 25 км се наблюдава максималното съдържание на озон, а над него количеството озон постепенно намалява и става пренебрежимо на височина 55 - 60 км.

Как сте получили данните за съдържанието на озон на височини? Първо, чрез анализ на въздушни проби, взети на височини. Второ, оптичният метод чрез измерване на интензитета на абсорбционните ленти на озона. Първо, на стратосферни балони, а по -късно с помощта на ракети, в горните слоеве на атмосферата беше издигнат спектрограф, който записва слънчевия спектър. От интензивността на абсорбция в ултравиолетовата област на спектъра е възможно да се определи промяната в количеството озон с височина.

Литература:
P.N. Тверской. Курс по метеорология. Хидрометеоиздат, 1962 г.
Атмосфера на Земята. Колекция. Москва, 1953 г.
A.L. Кац. Циркулация в стратосферата и мезосферата. Хидрометеоиздат, 1968 г.
Използвани са и материалите на списанията „Метеорология и хидрология“ и „Наука и живот“.

>> Атмосфера на Земята

За най -малкитевече е известно, че Земята е единствената планета в нашата система, която има жизнеспособна атмосфера. Газовото одеяло е не само богато на въздух, но и ни предпазва от прекомерна топлина и слънчева радиация... Важно обяснявам на децатаче системата е проектирана невероятно добре, тъй като позволява на повърхността да се затопли през деня и да се охлади през нощта, като същевременно се поддържа приемлив баланс.

Започнете обяснение за децавъзможно е с факта, че земното кълбо на земната атмосфера се простира на над 480 км, но по -голямата част от него е на 16 км от повърхността. Колкото по -голяма е надморската височина, толкова по -ниско е налягането. Ако вземем морското равнище, тогава налягането там е 1 кг на квадратен сантиметър. Но на височина от 3 км, тя ще се промени - 0,7 кг на квадратен сантиметър. Разбира се, при такива условия е по -трудно да се диша ( децабиха могли да го почувстват, ако някога ходят на туризъм в планината).

Състав на въздуха

Сред газовете се разграничават:

• Азот - 78%.
• Кислород - 21%.
• Аргон - 0,93%.
• Въглероден диоксид - 0,038%.
• В малки количества има и водни пари и други примеси на газове.

Атмосферни слоеве

Родителиили учители в училищетрябва да припомним, че земната атмосфера е разделена на 5 нива: екзосфера, термосфера, мезосфера, стратосфера и тропосфера. С всеки слой атмосферата се разтваря все повече и повече, докато газовете най -накрая се разпръснат в космоса.

Тропосфера - е най -близо до повърхността. С дебелина 7-20 км, той съставлява половината от земната атмосфера. Колкото по -близо до Земята, толкова повече въздухът се затопля. Почти цялата водна пара и прах се събират тук. Децата може да не се изненадат, че на това ниво плуват облаците.

Стратосферата започва от тропосферата и се издига на 50 км над повърхността. Тук има много озон, който загрява атмосферата и спестява от вредното слънчево излъчване. Въздухът е 1000 пъти по -тънък от над морското равнище и е необичайно сух. Ето защо самолетите се чувстват чудесно тук.

Мезосфера: 50 км до 85 км над повърхността. Върхът се нарича мезопауза и е най-готиното място в земната атмосфера (-90 ° C). Много е трудно да се разследва, защото те не могат да стигнат до там. реактивни самолети, а орбиталната надморска височина на спътниците е твърде висока. Учените знаят само какво се изгаря тук.

Термосфера: 90 км и между 500-1000 км. Температурата достига 1500 ° C. Счита се за част от земната атмосфера, но е важно обяснявам на децатаче плътността на въздуха тук е толкова ниска, че по -голямата част от него вече се възприема като космическо пространство. Всъщност тук са космическите совалки и Интернационалът космическа станция... Освен това тук се образуват полярни сияния. Заредените космически частици влизат в контакт с атомите и молекулите на термосферата, прехвърляйки ги на по -високо енергийно ниво. Поради това виждаме тези фотони на светлината под формата на полярно сияние.

Екзосферата е най -високият слой. Невероятно тънка линия, сливаща атмосферата с космоса. Състои се от широко разпръснати водородни и хелиеви частици.

Климат и време

За най -малкитенеобходимо обясниче Земята успява да задържи много живи видове благодарение на регионалния климат, който е представен от силен студ на полюсите и тропическа топлина на екватора. Децатрябва да знаят, че регионалният климат е времето, което в определен район остава непроменено в продължение на 30 години. Разбира се, понякога може да се промени за няколко часа, но в по -голямата си част остава стабилен.

Освен това глобалната сухоземен климат- средно регионално. Тя се е променила през цялата човешка история. Днес има бързо затопляне. Учените бият тревога, тъй като парниковите газове, причинени от човешката дейност, улавят топлината в атмосферата, рискувайки да превърнат нашата планета във Венера.