A légkör fizikai állapotának tanulmányozására műszeres és vizuális megfigyeléseket is végeznek. A műszeres megfigyeléseket a meteorológiai állomásokon a földfelszín közelébe telepített speciális műszerekkel, valamint gumiballonokra, repülőgépekre, léggömbökre, ill. sárkányok. A műszeres megfigyelések során információkat nyernek a hőmérsékletről, páratartalomról, légnyomásról, szél sebességéről és irányáról a föld felszínén és 30-40 km magasságig. Ezenkívül meghatározzák a felhők alsó és felső határának magasságát, a csapadék mennyiségét, a levegő összetételét, a sugárzási energia eloszlását stb.
A vizuális megfigyeléseket meteorológiai állomásokon végezzük (3. ábra). Ezen megfigyelések során meghatározzák a felhők alakját és mennyiségét (azaz az égbolt borításának mértékét), a vízszintes láthatóság tartományát (a levegő átlátszóságának mértékét), valamint a csapadék jellegét. légköri csapadék, hóviharok intenzitása stb.

Vannak közvetett módszerek is a légkör szerkezetének vizsgálatára. A közvetett módszereket elsősorban a légkör magas rétegeiről való információszerzésre használják, amelyek szondázásra még mindig nem hozzáférhetők. A közvetett módszerek közé tartozik a légkör fényjelenségeinek, a hanghullámok és a rádióhullámok terjedésének megfigyelése. A fényjelenségek, mint az aurórák, az éjszakai égbolt fényessége, meteornyomok, az alkonyi égbolt fényessége stb., lehetővé teszik a levegő sűrűségének és hőmérsékletének, a légáramlás sebességének és irányának megítélését.
A légkör tanulmányozásának közvetett módszerei közül a következőket is meg lehet jegyezni:
a szelet és a levegő páratartalmát 22-26 km magasságban a gyöngyházfényű felhőkből, a légáramlatokat a 80-90 km-es magasságban lévő ködfelhőkből határozzák meg;
a hőmérsékletet, a nyomást, a szelet a hang rendellenes terjedése határozza meg; ugyanazokat az elemeket határozzák meg 50-150 km magasságban lévő meteornyomokból;
Az ózontartalmat az ultraibolya sugárzás, a levegő összetétele és hőmérséklete határozza meg az éjszakai égbolt sugárzásától 60-70 km-es magasságban, és az aurorák - 80-1000 km magasságban.
A meteorológiai és geofizikai rakéták meghatározzák a légnyomást, a sűrűséget és a hőmérsékletet, valamint a napspektrumot stb.
A leggyakoribb rádiómeteorológiai eszköz a rádiószonda - P. A. Molchanov találmánya (4. ábra). A gumiballonon a szabad légkörbe engedett rádiószonda repülés közben rögzíti a légnyomást, a hőmérsékletet és a páratartalmat, a mérési eredményeket pedig rádión, hagyományos jelek segítségével továbbítja. A jeleket rádióvevők veszik fel, és a megfigyelők megfejtik. Gyors feldolgozás után megkapjuk a meteorológiai elemek értékeit különböző magasságokban.

A légáramlatok irányáról és sebességéről a tengerszint feletti magasságban pilótaballonok és rádiópilóták segítségével szerezhetők információk. A léggömbök kis, hidrogénnel töltött gumi léggömbök. Miután szabadrepülésbe engedik őket, egy aerológiai teodoliton keresztül figyelik meg őket. A szögek méréséből kiszámítják a szél irányát és sebességét különböző magasságokban. A tiszta időben végzett ballonpilóta megfigyelésekkel ellentétben a radarral vagy iránymérővel végzett rádiópilóta megfigyelések lehetővé teszik a szél irányának és sebességének meghatározását még felhős időben is.
A felhőalap magasságát pilóta léggömbök és spotlámpák segítségével mérik. Ugyanerre a célra a légkör szondázására tervezett repülőgépeket és a gumiballonokra emelt magasságmérőket használják.
BAN BEN utóbbi évek Speciális repülőgép-laboratóriumok vannak felszerelve a felhők mikroszerkezetének tanulmányozására és egyéb célokra.
A szabad légkör fizikai állapotának megfigyelésére felsorolt ​​eszközök szinte mindegyike a jelen században, főként az elmúlt 20-25 évben jött létre.
Az aerológia, amely a meteorológia egyik ága, a szabad légkörben előforduló fizikai folyamatokat és jelenségeket vizsgálja.
Az első információkat a légkör szerkezetéről léggömbök segítségével szerezték. Oroszországban Ya. D. Zakharov akadémikus alkalmazta először tudományosan a ballont 1804-ben. A későbbi repüléseket híres tudósok, D. I. Mengyelejev, M. A. Rykachev és mások hajtották végre. Különösen D. I. Mengyelejev repülését hajtották végre. (19) 1877. augusztus Klin városából.
Hazánkban 1933-ban hajtottak végre először sztratoszférikus léggömböt. Az „SSSR-1” sztratoszférikus ballon ekkor rekordmagasságra, 19 km-re emelkedett (5. ábra). Egy másik szovjet sztratoszférikus léggömb, az Osoaviakhim-1 1934-ben 22 km-es magasságot ért el. A repülés során végzett megfigyelések sok értékes információval szolgáltak a sztratoszféra alsó rétegeiben található levegő szerkezetéről és összetételéről. Sztratoszférikus léggömbök repüléseit ezekben az években az USA-ban is végezték.

Stratostat „USSR-1”

A légkör magas rétegeinek szerkezeti sajátosságairól, amint már említettük, a 40-es, 50-es évek végén, speciális meteorológiai és geofizikai rakéták segítségével szereztek új érdekes adatokat, mesterséges műholdak Föld és közvetett módszerek a légkör tanulmányozására. Különösen sok indítást hajtottak végre az IGY, az IGU és később, azaz 1957-től.
Számos rakétaindítást hajtottak végre mind a Szovjetunióban, mind külföldön az északi és az ország különböző pontjain déli féltekén. Ennek eredményeként első ízben szereztek értékes információkat a légkör magas rétegeiről az Északi-sarkvidék és az Antarktisz, Európa és Ázsia, Amerika és Ausztrália, valamint az óceánok felett. Különösen érdekesek az északi-sarkvidéki, antarktiszi és egyenlítői övezetben nyert adatok.
A legtöbb meteorológiai rakétát 60-100 km magasságban indítják. A geofizikai rakéták sokkal nagyobb magasságokat érnek el. Így például egy, a Szovjetunióban létrehozott rakéta összesen 2200 kg-os felszereléssel 1957 májusában 212 km-es magasságra emelkedett, és 1958. február 21-én egy másik szovjet rakéta tudományos felszereléssel, összesen 1520 kg tömegű. 473 km magasságban. A rakétában lévő műszerek általában visszatérnek a Földre.
A különféle meteorológiai elemek és jelenségek regisztrálása a rakéta gyors felemelkedése és a konténer zökkenőmentes ejtőernyős leereszkedése során is megtörténik a tőle elkülönülő berendezésekkel. A megfigyelési eredményeket rádiótelemetriai berendezések segítségével továbbítják a Földre. Tudományos műszerek rögzítik a hőmérsékletet, nyomást és kémiai összetétel légkör különböző magasságokban; segítségükkel az ionoszféra, a kozmikus sugarak és a napspektrum rövidhullámú ultraibolya részének fizikai tulajdonságait vizsgálják.
Az első mesterséges Föld-műhold felbocsátásával a légkör magas rétegeibe, e rétegek vizsgálatával együtt megkezdődött a velük határos világűr vizsgálata. A légkör tanulmányozására szolgáló mesterséges földi műholdak jelentős előnyökkel rendelkeznek a meteorológiai rakétákkal szemben. Ez utóbbiak, mivel igen költségesek és összetettek, csak indulásuk néhány pontján és rövid időn belül teszik lehetővé az információszerzést. Mindeközben a légköri folyamatok szisztematikus tanulmányozásához olyan állomások széles hálózatára van szükség, amelyek egyidejűleg rakétákat lőnek ki - valami hasonló a légi állomások meglévő hálózatához -, amelyet még mindig nehéz megvalósítani.
A mesterséges műholdaknak a pályára állításuk nehézségei ellenére számos előnnyel rendelkeznek. A tudományos laboratóriumot képviselő műhold többnapos repülése során mindvégig rögzíti és rádión továbbítja a légkör összetételéről, a kozmikus sugárzásról, a Föld mágneses mezejének erősségéről, a Nap korpuszkuláris sugárzásáról stb. földgolyó pályája magasságában.
A Föld speciális meteorológiai műholdai 300 km-es vagy annál nagyobb magasságból fotózzák a felhőket, és ezáltal egyidejűleg rögzítik az időjárási mintákat a Föld nagy területein. A mesterséges földi műholdak segítségével nyert adatok alapján kiszámítják a légkör hőmérlegének összetevőit, ami lehetővé teszi a hőmérséklet és a szél földfelszíni és magassági eloszlásának meghatározását.
Nyilvánvalóan mesterséges meteorológiai műholdak sorozata indítható egyszerre különböző magasságokra, ami lehetővé teszi, hogy ismételten és hosszú időn keresztül adatokat nyerjünk a légkör magas rétegeiben zajló folyamatok jellemzőiről. Igaz, egy mesterséges műhold hosszú távú létezéséhez szükséges, hogy pályája a légkör sűrű rétegei felett, azaz 200 km felett legyen.
Mesterséges földi műholdak 1000 km alatti pályára bocsátottak a Föld felszíne, áthaladnak a légkör felső rétegein. A légkörrel érintkezve és ellenállást tapasztalva a műholdak fokozatosan veszítenek sebességükből, és alacsonyabb pályára lépnek. A földfelszín felett 1000 km feletti pályára bocsátott mesterséges földi műholdak hosszú ideig létezhetnek.
Az első mesterséges Föld műholdat 1957. október 4-én bocsátották fel a Szovjetunióban mintegy 900 km-es magasságra, a másodikat 1957. november 3-án 1700 km-es magasságra, a harmadikat 1958. május 15-én 1880-as magasságra. km.
A világűr kutatásában nagy távlatok nyíltak a kilövés kapcsán űrhajók. Az első szovjet űrhajó-műholdat 1960. május 15-én bocsátották pályára. A második űrhajó-műholdat 1960. augusztus 19-én, a harmadik űrhajó-műholdat 1960. december 1-jén hajtották végre.
Űrrakétákat indítanak a világűr felfedezésére. Az első, 1472 kg tömegű űrrakétát 1959. január 2-án, a másodikat szeptember 12-én (súlya 1511 kg), a harmadikat ugyanazon év október 4-én bocsátották fel a Szovjetunióban (súlya 1553 kg).
Az 1961-es évet újabb sikerek jellemezték a légkör és a világűr mélységeibe való behatolás terén. Február 12-én a Szovjetunió rakétát lőtt a Vénusz bolygóra, 1961. április 12-én pedig a világ első űrhajósa, Jurij Alekszejevics Gagarin a Vosztok-1 műholdon repült körül a Földön. A 108 percig tartó repülés csodálatot váltott ki az egész világon.
1961. április 12-e az emberi világűrbe való behatolás korszakának első napjaként vonul be a történelembe. Jurij Gagarin történelmi bravúrja megmutatta a szovjet emberek kreatív zsenijének erejét.
Mint ismeretes, a második, legfeljebb 4,6 tonnás űrszonda-műhold már épségben visszatért a Földre. Minden feltétel adott volt az emberi repüléshez. De teljes bizalomra volt szükség a repülés biztonságában és az űrhajós visszatérésében a Földre. Csak egy sorozat kilövés után küldték a szovjet tudósok az első embert az űrbe. Később emberi repüléseket hajtottak végre rakétákkal és műholdakkal az Egyesült Államokban.
Az űrrepülések végrehajtása számos nehézséggel jár. Még a 17. században. a nagy Newton két sebességértéket határozott meg, amelyek szükségesek a gravitációs erő meghatározásához. Az egyik - az első szökési sebesség - a Föld felszínén 8 km/s. Ez a sebesség biztosítja a fellőtt objektum mesterséges műholdként történő Föld körüli repülését. Egy másik érték, amelyet második menekülési sebességnek neveznek, 11 km/s. A második szökési sebességgel az elindított tárgy legyőzi a gravitációs erőt, és a bolygóközi térbe kerül. Az ilyen sebességeket többlépcsős rakétákkal érik el.
A sikeres emberi űrrepüléshez a bolygóközi űrhajóknak irányíthatónak kell lenniük, hiszen ilyen feltételek mellett biztosítható a Földre való visszatérés. De ez még nem minden. Olyan feltételeket kell teremteni, hogy az emberi szervezet ellenálljon a repülésnek. Az emberi test könnyen elvisel bármilyen sebességet. Nem érezzük a vonat, a repülőgép sebességét, a Föld mozgását a Nap körül (az utolsó sebesség kb. 30 km/sec), stb. De az emberi test nagyon érzékeny a sebesség változásaira, azaz a gyorsulásra. . Vannak, akik könnyen elviselik a síelést az „amerikai” hegyeken, míg mások még akkor is rosszabbul érzik magukat, ha fel-le mennek a liftben.
A műholdhajó gyorsulása óriási. Ez az űrhajós súlyának többszörös növekedéséhez vezet a felszállás pillanatában. Ezért a test speciális képzése mellett az űrbe repüléshez olyan emelési módot fejlesztettek ki, amely biztosítja az űrhajós biztonságát.
Milyen hatással van a súlytalanság az emberre?
Függőleges indításkor 100 km-es magasságba az ember súlytalanságot tapasztal körülbelül 3 percig, 200 km-ig - 5-6 percig - és 500 km-ig - körülbelül 10 percig. A mesterséges földi műholdak, valamint az űrhajók keringési repülése során a súlytalanság folyamatosan folytatódik.
A kísérleti állatok repülései kimutatták, hogy a súlytalanságnak nem szabad észrevehetően befolyásolnia a testet. Jurij Gagarin repülése után végre tisztázódott a súlytalanság emberi szervezetre gyakorolt ​​hatásának kérdése.
Kevesebb mint négy hónappal az első emberes űrrepülés után a szovjet tudomány újabb ragyogó sikereket ért el az űrrepülések terén.
1961. augusztus 6-án 9 órakor. A Vosztok-2 szovjet űrhajó-műhold, amelyet a német Sztyepanovics Titov irányított, 25 óra alatt. 17 fordulatot tett a Föld körül, és több mint 700 000 km-t repülve augusztus 7-én 10 órakor. 18 perc. adott területen, a Vosztok-1 műhold leszállóhelyének közelében szállt le Jurij Gagarin pilóta-űrhajóssal.
A Vostok-2 űrszonda repülése olyan pályán zajlott, ahol a hajó minimális távolsága a Föld felszínétől (perigeumban) 183 km, legnagyobb távolsága (apogeumban) 244 km. A repülés bebizonyította a lehetőséget hosszú tartózkodás ember a világűrben.
1962. augusztus 11-én a Vosztok-3 űrrepülőgépet Andriyan Grigorievich Nikolaev űrhajós vezette pályára a Szovjetunióban. Másnap, augusztus 12-én pályára bocsátották a Vostok-4 űrhajót Pavel Romanovics Popovics pilóta-kozmonautával.
Mindkét hajó Föld körüli forgási ideje 88,5 perc volt. A hajók maximális távolsága a Föld felszínétől (apogeumban) elérte a 251 és 254 km-t, a minimális (perigeusban) pedig a 183 és 180 km-t.
Az ionoszférában (termoszférában) zajlott le a világ első csoportos űrrepülése, melyről még nagyon korlátozottak az ismereteink.
A szovjet műholdhajók augusztus 15-én 10 óra körül landoltak. A repülési program teljes egészében elkészült.
A Földet több mint 64 alkalommal megkerülő Vostok-3 űrszonda 95 óra alatt több mint 2,6 millió km távolságot tett meg, a Vostok-4 űrszonda pedig 71 óra alatt több mint 48-szor kerülte meg a Földet, kb. 2 millió km..
Jurij Gagarin, German Titov, Andriyan Nikolaev, Pavel Popovics, John Glenn amerikai űrhajós és mások figyelemre méltó repülései megmutatták, hogy a közeljövőben az ember képes lesz behatolni a bolygóközi térbe, és megvalósítani álmait a Holdra és a Föld bolygóira való repülésről. Naprendszer.

Előadás a témában: A Föld légköre: összetétele és szerkezete

1/12

Előadás a témában: A Föld légköre: összetétele és szerkezete

1. dia

Dia leírása:

2. dia

Dia leírása:

Az atmoszféra (a görög atmosz - gőz és szfária - labda szóból) a Föld léghéja, vele együtt forog. A légkör fejlődése szorosan összefüggött a bolygónkon zajló geológiai és geokémiai folyamatokkal, valamint az élő szervezetek tevékenységével. Az atmoszféra (a görög atmosz - gőz és szfária - labda szóból) a Föld léghéja, vele együtt forog. A légkör fejlődése szorosan összefüggött a bolygónkon zajló geológiai és geokémiai folyamatokkal, valamint az élő szervezetek tevékenységével. A légkör alsó határa egybeesik a Föld felszínével, mivel a levegő behatol a talaj legkisebb pórusaiba, és még vízben is feloldódik. A felső határ 2000-3000 km magasságban fokozatosan átmegy a világűrbe. Az oxigént tartalmazó légkörnek köszönhetően lehetséges az élet a Földön. A légköri oxigént az emberek, állatok és növények légzési folyamataiban használják fel.

3. dia

Dia leírása:

4. dia

Dia leírása:

5. dia

Dia leírása:

A troposzféra a légkör legalsó rétege, melynek vastagsága a pólusok felett 8-10 km. mérsékelt övi szélességi körök- 10-12 km, és az Egyenlítő felett - 16-18 km. A troposzféra a légkör legalacsonyabb rétege, amelynek vastagsága a pólusok felett 8-10 km, a mérsékelt övi szélességeken - 10-12 km, az Egyenlítő felett - 16-18 km. A troposzférában a levegőt a földfelszín, vagyis a szárazföld és a víz melegíti fel. Ezért ebben a rétegben a levegő hőmérséklete a magassággal 100 méterenként átlagosan 0,6 °C-kal csökken, a troposzféra felső határán pedig eléri a -55 °C-ot. Ugyanakkor a troposzféra felső határán az Egyenlítő vidékén -70 °C, az Északi-sarkon pedig -65 °C a levegő hőmérséklete. A légkör tömegének mintegy 80%-a a troposzférában koncentrálódik, szinte az összes vízgőz elhelyezkedik, zivatarok, viharok, felhők és csapadékok fordulnak elő, valamint függőleges (konvekciós) és vízszintes (szél) légmozgás történik. Elmondhatjuk, hogy az időjárás elsősorban a troposzférában alakul ki.

6. sz. dia

Dia leírása:

A sztratoszféra a légkör egy rétege, amely a troposzféra felett helyezkedik el, 8-50 km magasságban. Az égbolt színe ebben a rétegben lilának tűnik, ami a levegő vékonyságával magyarázható, ami miatt a napsugarak szinte nem szóródnak szét. A sztratoszféra a légkör egy rétege, amely a troposzféra felett helyezkedik el, 8-50 km magasságban. Az égbolt színe ebben a rétegben lilának tűnik, ami a levegő vékonyságával magyarázható, ami miatt a napsugarak szinte nem szóródnak szét. A sztratoszféra a légkör tömegének 20%-át tartalmazza. Ebben a rétegben a levegő ritka, gyakorlatilag nincs vízgőz, ezért szinte nem képződik felhő és csapadék. A sztratoszférában azonban stabil légáramlások figyelhetők meg, amelyek sebessége eléri a 300 km/órát. Ez a réteg ózont (ózon képernyő, ozonoszféra) tartalmaz, egy olyan réteget, amely elnyeli az ultraibolya sugarakat, megakadályozva, hogy azok elérjék a Földet, és ezáltal védik a bolygónkon élő szervezeteket. Az ózonnak köszönhetően a levegő hőmérséklete a sztratoszféra felső határán -50 és 4-55 °C között mozog. A mezoszféra és a sztratoszféra között van egy átmeneti zóna - a sztratopauza.

7. dia

Dia leírása:

A mezoszféra a légkör 50-80 km magasságban elhelyezkedő rétege. A levegő sűrűsége itt 200-szor kisebb, mint a Föld felszínén. A mezoszférában az égbolt színe feketének tűnik, nappal pedig a csillagok láthatók. A levegő hőmérséklete -75 (-90)°C-ra csökken. A mezoszféra a légkör 50-80 km magasságban elhelyezkedő rétege. A levegő sűrűsége itt 200-szor kisebb, mint a Föld felszínén. A mezoszférában az égbolt színe feketének tűnik, nappal pedig a csillagok láthatók. A levegő hőmérséklete -75 (-90)°C-ra csökken. 80 km-es magasságban kezdődik a termoszféra. A levegő hőmérséklete ebben a rétegben meredeken emelkedik 250 m magasságig, majd állandóvá válik: 150 km magasságban eléri a 220-240 ° C-ot; 500-600 km magasságban meghaladja az 1500 °C-ot.

8. dia

Dia leírása:

A mezoszférában és a termoszférában a kozmikus sugarak hatására a gázmolekulák töltött (ionizált) atomrészecskékké bomlanak, ezért a légkörnek ezt a részét ionoszférának nevezik - ez egy nagyon ritka levegőréteg, amely 50–50–50. 1000 km, főként ionizált oxigénatomokból, molekulákból nitrogén-oxidokból és szabad elektronokból áll A mezoszférában és a termoszférában a kozmikus sugarak hatására a gázmolekulák töltött (ionizált) atomrészecskékké bomlanak, ezért a légkörnek ezt a részét az ún. ionoszféra - 50-1000 km magasságban elhelyezkedő nagyon ritka levegő réteg, amely főként ionizált oxigénatomokból, nitrogén-oxid molekulákból és szabad elektronokból áll. a Napból repülő töltött részecskék – és a mágneses tér éles ingadozásai figyelhetők meg.

11. dia

Dia leírása:

A légkör gázok keveréke, amely nitrogénből (78,08%), oxigénből (20,95%), szén-dioxidból (0,03%), argonból (0,93%), kis mennyiségű héliumból, neonból, xenonból, kriptonból (0,01%) áll, ózon és egyéb gázok, de ezek tartalmuk elenyésző (1. táblázat). A Föld levegőjének modern összetétele több mint százmillió évvel ezelőtt alakult ki, de az erősen megnövekedett emberi termelési tevékenység ennek ellenére megváltoztatta. Jelenleg körülbelül 10-12%-kal nőtt a CO2-tartalom. A légkör gázok keveréke, amely nitrogénből (78,08%), oxigénből (20,95%), szén-dioxidból (0,03%), argonból (0,93%), kis mennyiségű héliumból, neonból, xenonból, kriptonból (0,01%) áll, ózon és egyéb gázok, de ezek tartalmuk elenyésző (1. táblázat). A Föld levegőjének modern összetétele több mint százmillió évvel ezelőtt alakult ki, de az erősen megnövekedett emberi termelési tevékenység ennek ellenére megváltoztatta. Jelenleg körülbelül 10-12%-kal nőtt a CO2-tartalom.

Az űrhajósok, akik látták bolygónkat az űrből, azt mondják, hogy vékony kék köd veszi körül. Így néz ki az atmoszféra, amelynek eredete még mindig nem teljesen tisztázott.

Légköri összetétel

A légkör (a görög atmos - levegő, sphaira - labda szavakból) egy gázhéj, amely körülveszi a Földet és 1000 kilométerre nyúlik fel a földfelszíntől. A Föld gravitációs ereje tartja.

A légkör levegője gázok, apró vízcseppek és jégkristályok keveréke. Por-, korom- és szervesanyag-részecskéket is tartalmaz. A légkör fő gázai a nitrogén, az oxigén és az argon. A légköri levegő tömegének 99,9%-át teszik ki. Arányuk a Föld felszínén megegyezik különböző területeken Föld. Ennek oka az erős légkeverés.

A légkörben több réteg található. Számos tulajdonságukban különböznek egymástól, és elsősorban a hőmérsékletváltozás jellemzőiben. A légkör alsó rétegei - a troposzféra és a sztratoszféra - a Föld szinte teljes levegőjét tartalmazzák. Troposzféra - közvetlenül a Föld felszínével szomszédos. Felső határa az Egyenlítő felett 18 kilométeres magasságban, a pólusok felett pedig 8-9 kilométeres magasságban található. A troposzféra a légkör összes levegőjének több mint 4/5-ét tartalmazza, és szinte az összes vízgőzt tartalmazza. Itt vízszintes és függőleges légmozgások lépnek fel, felhők képződnek, amelyek esőt és havat hoznak. A troposzférában a hőmérséklet alulról felfelé fokozatosan csökken, és a sztratoszféra határán átlagosan -55 °C. Az emberek, növények és állatok élete a troposzférában zajlik.

A sztratoszféra 50-55 kilométeres magasságig terjed. A benne lévő levegő annyira ritka, hogy nem lehet lélegezni. Ebben a rétegben mindig jó a látási viszonyok, szinte nincs felhő, nincs zivatar, nincs eső, nincs hó. Ezért a modern repülőgépek útjai a sztratoszféra alsóbb rétegeiben húzódnak. A sztratoszféra alsó részén a hőmérséklet többé-kevésbé állandó, de 25 kilométeres magasságból emelkedni kezd, és a réteg felső határán 0 °C közelében van.

A sztratoszféra felett helyezkednek el a légkör felső rétegei. A hőmérséklet itt leesik, és 80 kilométeres magasságban eléri a minimum -80 °C-ot. A levegő ezen a magasságon olyan vékony, hogy nem nyeli el a nap hőjét és nem szórja szét a fényt.

E fölött a légkör hőmérséklete gyorsan emelkedik, és 500-600 kilométeres magasságban +1500 °C. Ezért a hőmérséklet alapján a felső atmoszférában megkülönböztetünk egy termoszférának nevezett réteget. A 100 és 1000 kilométer közötti légköri magasságot ionoszférának nevezik. Itt a Napból érkező ultraibolya sugarak hatására a gázrészecskék erősen felvillanyozódnak. Ezeknek a részecskéknek a fénye okozza az aurórát.

A Föld az egyetlen bolygó, amely gáznemű héjjal rendelkezik, amely a légzéshez szükséges oxigént tartalmazza. A legtöbb élő szervezet számára a légkör az élet környezete. Elmondhatjuk, hogy a növények, állatok és emberek nemcsak a Föld szilárd felszínén élnek, hanem a „levegő óceánjának” alján is. A légkör megvédi a bolygót a káros kozmikus sugárzástól és a kis meteoritoktól, amelyek elégnek benne anélkül, hogy elérnék a Föld felszínét. A napenergia jelentős részét a levegő felszíni rétegének fűtésére fordítják. A légkör megtartja a hőt a földfelszín közelében, mint egy takaró megvédi a túlzott túlmelegedéstől és a hipotermiától. A felszínről elpárolgott víz felhőket képez a troposzférában, amelyek a Földet is védik a túlmelegedéstől. Visszaverik a napsugarak egy részét és hoznak

A Föld felső légkörének kutatásának történetéről

Egy több ezer kilométerre felfelé nyúló légóceán fenekén élünk. És minden, amit megfigyelünk időjárási viszonyok a legalsó, legvékonyabb rétegében - a troposzférában - fordulnak elő. Magassági vastagsága mérsékelt övi szélességeken 10-12 km, in sarki szélességek 8 – 10 km és 16 – 18 km a trópusokon. A légkör teljes vastagságának kiterjedéséhez képest ez elhanyagolható. De a troposzférában, amint fentebb megjegyeztük, minden időjárásunk koncentrálódik a jelenségek és keringések sokféleségével. Ezenkívül a légköri levegő teljes tömegének 4/5-e koncentrálódik benne.

A föld légkörének felső rétegei azonban nem kevésbé fontosak bolygónkon minden élet számára. A troposzféra melletti rétegben - a sztratoszférában - elhelyezkedő ózonréteg megbízható gátat jelent a Föld felszínére vezető úton, az ultraibolya sugárzás, amely végzetes minden élőlény számára. Ezenkívül megállapítást nyert, hogy a teljes ózon (TO) évenkénti változásai globális szinten az éghajlatváltozás mutatói. És a TOC egyéni változásai szerint földrajzi pontok az ettől a ponttól távol eső földrajzi területeken hosszú távon (legfeljebb 40 napig) meg lehet ítélni a várható felszíni hőmérsékleti anomáliákat, amelyek kétségtelenül idővel pontosabb, hosszú távú időjárás-előrejelzésekhez használhatók.

A légkör felső rétegeinek tanulmányozására régóta alkalmaznak különféle indirekt módszereket, amelyek elsősorban a hanghullámok terjedésének, az alkonyi égbolt, meteornyomok, mozgás stb.

1930-ban először bocsátottak ki rádiószondát a légkör tanulmányozására, amelyet P.A. szovjet meteorológus talált fel. Molchanov, 1933-ban pedig G.A. Prokofjev, K.D. Godunov és E.K. Birnbaum felmászott a USSR-1 sztratoszférikus ballonra 19 km magasságba.

De a tudományos megfigyelések feljegyzései megmaradtak.

A múlt század 40-50-es éveiben a technológiai fejlődésnek és a meteorológia rádióberendezésekkel való felszerelésének köszönhetően lehetővé vált számos légköri paraméter közvetlen mérése magasságban, először 20-30 km-ig, majd 60-100-ig. km. A meteorológiai rakéták és mesterséges földi műholdak kilövései jelentősen kibővítették ezeket a képességeket.

A magas rádiószondás emelkedések lehetővé tették a fontos felfedezés a sztratoszférában. Jelentős szezonális (monszun) változásokat észleltek az Egyenlítő-pólus hőmérsékleti gradiensében, valamint az ehhez kapcsolódó nyomás- és szélmintázatok változásait.

Fontos állomás volt a Nemzetközi Geofizikai Év, amely 1957. július 1-től 1958. december 31-ig tartott. 64 ország tudósai végeztek kutatást a Földön egyetlen program szerint. Ez idő alatt 112 meteorológiai és 13 geofizikai rakétát indítottak el a Szovjetunióban. A nemzetközi tudóscsoportok által megszerzett adatok lehetővé tették a légkör szerkezetének és keringésének jellemzőinek részletes tanulmányozását 20-30 km-es magasságig.

A felső egyenlítői sztratoszférában végzett nagy magasságban végzett megfigyelések a légáramlások multiciklikus jellegét tárták fel – az alsó sztratoszférában kvázi kétévente, a felsőben pedig hathavonta. Ráadásul mindkét ciklus bizonyos kapcsolatban áll.

1958. február 21 A Szovjetunióban egy 1520 kg tömegű meteorológiai rakétát indítottak, amely rekordmagasságot ért el az ilyen osztályú egyfokozatú rakéták esetében - 473 km, és ugyanazon év nyár végén a rakéta 450 km magasságra emelkedett. , 1690 kg súlyú.

A meteorológiai és geofizikai rakéták használata a légköri kutatásban lehetővé tette a tudósok számára, hogy megbízható adatokat szerezzenek körülbelül 80-100 km magasságig.

Lényegesen új adatokhoz jutottak a Föld-közeli űrben zajló jelenségekről az 1959. január 2-án, szeptember 12-én és október 4-én felbocsátott Luna-1, Luna-2 és Luna-3 automatikus bolygóközi állomások segítségével. Így fedezték fel a Földtől 20 ezer kilométerre elnyúló hidrogéngeokoronát.

A megszerzett tudományos információk azt mutatták, hogy a légkörben több olyan réteg is található, amelyek elsősorban és legvilágosabban a függőleges hőmérséklet-eloszlás jellegében különböznek egymástól. És ha a 20. század elején az volt a szokás, hogy a légkört csak két részre osztották: a troposzférára (alsó rétegre) és a sztratoszférára, amely kezdetben a légkör összes, a troposzféra felett elhelyezkedő rétegét jelentette, most a légkör ajánlására A Meteorológiai Világszervezet (WMO) szerint a légkört troposzférára, sztratoszférára, mezoszférára, termoszférára és exoszférára szokás felosztani.

Az ózonréteg felfedezéséről

A tudósok régóta megállapították, hogy a nap spektruma állandóan megszakad az ultraibolya részen ugyanazon a hullámhosszon. A légkör átláthatatlannak bizonyult a még rövidebb hullámok számára. Ennek oka sokáig tisztázatlan maradt, mivel a lenti légkörben nem volt ismert gáz, amely ne közvetítené az ultraibolya sugarakat. Végül 1840-ben az egyik fizikai laboratóriumban találtak ilyen gázt. A vizet alkotórészeire - oxigénre és hidrogénre - bontva új, rendkívül erős jellegzetes szagú gázt lehetett előállítani. Erős szagúnak, görögül „ózonnak” nevezték.

Tanulmányok kimutatták, hogy a földfelszín feletti magassággal az ózontartalom kezdetben szabálytalanul változik, és csak 10 km-es magasságtól várható növekedés, különösen egyértelműen 12-15 km felett. 20-25 km-es magasságban maximális ózontartalom figyelhető meg, e fölött pedig fokozatosan csökken és 55-60 km-es magasságban elhanyagolhatóvá válik az ózon mennyisége.

Honnan szereztél adatokat a magassági ózonszintekről? Először is a magasságban vett levegőminták elemzésével. Másodszor, optikai módszerrel, az ózonelnyelési sávok intenzitásának mérésével. Először sztratoszférikus léggömbökön, majd rakéták segítségével egy spektrográfot emeltek a légkör felső rétegeibe, amely a napspektrumot rögzítette. A spektrum ultraibolya tartományában az abszorpció intenzitása alapján meghatározható az ózon mennyiségének változása a magassággal.

Irodalom:
P.N. Tverskoy. Meteorológiai tanfolyam. Gidrometeoizdat, 1962.
A Föld légköre. Gyűjtemény. Moszkva, 1953.
A.L. Katz. Keringés a sztratoszférában és a mezoszférában. Gidrometeoizdat, 1968.
A „Meteorology and Hydrology” és a „Science and Life” folyóiratok anyagait is felhasználták.

>> A Föld légköre

A kicsiknek Az már ismert, hogy a Föld az egyetlen bolygó a rendszerünkben, amelynek életképes légköre van. A gáztakaró nemcsak levegőben gazdag, hanem megvéd minket a túlzott hőtől és napsugárzás. Fontos magyarázza el a gyerekeknek hogy a rendszer hihetetlenül jól van megtervezve, mert lehetővé teszi a felület napközbeni felmelegedését és éjszakai lehűlését, megőrizve az elfogadható egyensúlyt.

Kezdődik magyarázat a gyerekeknek Lehetséges abból, hogy a Föld légkörének glóbusza több mint 480 km-re terül el, de nagy része a felszíntől 16 km-re található. Minél nagyobb a magasság, annál kisebb a nyomás. Ha a tenger szintjét vesszük, akkor ott a nyomás 1 kg négyzetcentiméterenként. De 3 km-es magasságban ez megváltozik - 0,7 kg négyzetcentiméterenként. Természetesen ilyen körülmények között nehezebb lélegezni ( gyermekek ezt éreznéd, ha valaha is kirándulnál a hegyekbe).

A levegő összetétele

A gázok között vannak:

• Nitrogén – 78%.
• Oxigén - 21%.
• Argon – 0,93%.
• Szén-dioxid – 0,038%.
• Kis mennyiségben vízgőz és egyéb gázszennyeződések is találhatók benne.

Légköri rétegek

Szülők vagy tanárok Iskolában Emlékeztetnünk kell, hogy a Föld légköre 5 szintre oszlik: exoszféra, termoszféra, mezoszféra, sztratoszféra és troposzféra. Minden réteggel a légkör egyre jobban feloldódik, míg végül a gázok szétszóródnak az űrben.

A troposzféra van a legközelebb a felszínhez. 7-20 km vastagságával a Föld légkörének felét teszi ki. Minél közelebb van a Földhöz, annál jobban felmelegszik a levegő. Szinte minden vízgőz és por itt összegyűlik. A gyerekek talán nem lepődnek meg, hogy ezen a szinten felhők úsznak.

A sztratoszféra a troposzférából indul ki és 50 km-rel a felszín fölé emelkedik. Itt sok az ózon, ami felmelegíti a légkört és megvéd a káros napsugárzástól. A levegő 1000-szer vékonyabb, mint a tengerszint felett, és szokatlanul száraz. Ezért érzik jól magukat a repülőgépek itt.

Mezoszféra: 50-85 km a felszín felett. A csúcsot mezopauzának nevezik, és ez a leghűvösebb hely a Föld légkörében (-90°C). Nagyon nehéz felfedezni, mert nem tudnak eljutni oda sugárhajtású repülőgépek, és a műholdak keringési magassága túl magas. A tudósok csak azt tudják, hogy itt égnek.

Termoszféra: 90 km és 500-1000 km között. A hőmérséklet eléri az 1500°C-ot. A földi légkör részének tekintik, de fontos magyarázza el a gyerekeknek hogy a levegő sűrűsége itt olyan alacsony, hogy nagy részét már a világűrnek érzékelik. Valójában itt vannak az űrsiklók és az International űrállomás. Ezenkívül itt képződnek aurórák. A töltött kozmikus részecskék érintkezésbe kerülnek a termoszféra atomjaival és molekuláival, és magasabb energiaszintre helyezik át azokat. Ennek köszönhetően ezeket a fényfotonokat az aurora formájában látjuk.

Az exoszféra a legmagasabb réteg. Hihetetlenül vékony vonal a légkör és a tér egyesítésére. Széles körben szétszórt hidrogén- és héliumrészecskékből áll.

Klíma és időjárás

A kicsiknek kell megmagyarázni hogy a Föld sok élő fajt képes eltartani egy regionális klímának köszönhetően, amelyet a sarkokon rendkívüli hideg, az Egyenlítőn pedig a trópusi meleg képvisel. Gyermekek tudnia kell, hogy a regionális éghajlat az az időjárás, amely egy adott területen 30 évig változatlan marad. Természetesen néha néhány órára változhat, de többnyire stabil marad.

Ezen kívül van még egy globális a föld klímája– regionális átlag. Változott az emberiség történelme során. Ma gyors felmelegedés van. A tudósok vészharangot fújnak, mivel az emberi tevékenység okozta üvegházhatású gázok hőt zárnak be a légkörben, ami azt kockáztatja, hogy bolygónk Vénuszsá változik.