Untuk mempelajari keadaan fisik atmosfer, dilakukan pengamatan instrumental dan visual. Pengamatan instrumental dilakukan dengan menggunakan instrumen khusus yang dipasang di dekat permukaan bumi di stasiun meteorologi, dan instrumen yang diangkat pada bola karet, pesawat terbang, balon dan layang-layang... Pengamatan instrumental memberikan informasi tentang suhu, kelembaban, tekanan udara, kecepatan dan arah angin di permukaan bumi dan pada ketinggian hingga 30-40 km. Selain itu, dengan bantuan mereka, ketinggian batas bawah dan atas awan, jumlah curah hujan, komposisi udara, distribusi energi radiasi, dll. ditentukan.
Pengamatan visual dilakukan di stasiun meteorologi (Gbr. 3). Dalam proses pengamatan ini, bentuk dan jumlah awan (yaitu, tingkat tutupan langit), jarak pandang horizontal (tingkat transparansi udara), sifat awan yang jatuh ditentukan. curah hujan atmosfer, intensitas badai salju, dll.

Ada juga metode tidak langsung untuk mempelajari struktur atmosfer. Metode tidak langsung terutama digunakan untuk memperoleh informasi tentang lapisan atmosfer yang tinggi, yang masih tidak dapat diakses untuk terdengar. Metode tidak langsung meliputi pengamatan fenomena cahaya di atmosfer, perambatan gelombang suara dan gelombang radio. Fenomena cahaya seperti aurora, luminositas langit malam, jejak meteor, kecerahan langit senja, dll., memungkinkan untuk menilai kepadatan dan suhu udara, kecepatan dan arah arus udara.
Dari metode tidak langsung mempelajari atmosfer, berikut ini juga dapat dicatat:
oleh awan nacreous angin dan kelembaban udara ditentukan pada ketinggian 22-26 km, oleh awan noctilucent - arus udara pada ketinggian 80-90 km;
suhu, tekanan, angin ditentukan oleh perambatan suara yang tidak normal; elemen yang sama ditentukan oleh jejak meteorik pada ketinggian 50-150 km;
oleh radiasi ultraviolet, kandungan ozon ditentukan, oleh radiasi langit malam - komposisi dan suhu udara pada ketinggian 60-70 km, oleh aurora borealis - pada ketinggian 80-1000 km.
Roket meteorologi dan geofisika menentukan tekanan, kepadatan dan suhu udara, serta spektrum matahari, dll.
Perangkat meteorologi radio yang paling luas adalah radiosonde, penemuan P. A. Molchanov (Gbr. 4). Dilepaskan pada bola karet ke atmosfer bebas, radiosonde dalam penerbangan mencatat tekanan, suhu, dan kelembapan udara, dan mengirimkan hasil pengukuran melalui radio dengan sinyal konvensional. Sinyal diambil oleh penerima radio dan diterjemahkan oleh pengamat. Setelah pemrosesan cepat, nilai elemen meteorologi pada ketinggian yang berbeda diperoleh.

Informasi tentang arah dan kecepatan arus udara di ketinggian diperoleh dengan bantuan balon pilot dan pilot radio. Balon pilot adalah balon karet kecil yang diisi dengan hidrogen. Setelah mereka dilepaskan ke penerbangan bebas, mereka diamati dalam theodolite aerologis. Pembacaan sudut digunakan untuk menghitung arah dan kecepatan angin pada ketinggian yang berbeda. Berbeda dengan pengamatan pilot-balon, yang dilakukan dalam cuaca cerah, pengamatan pilot radio menggunakan radar atau pencari arah radio memungkinkan penentuan arah dan kecepatan angin bahkan dalam cuaca berawan.
Ketinggian dasar awan diukur dengan balon pilot dan lampu sorot. Untuk tujuan yang sama, digunakan pesawat terbang yang dirancang untuk membunyikan atmosfer dan ceilometer yang dinaikkan pada bola karet.
V tahun-tahun terakhir untuk mempelajari struktur mikro awan dan untuk tujuan lain, laboratorium pesawat terbang khusus dilengkapi.
Hampir semua cara yang terdaftar untuk mengamati keadaan fisik atmosfer bebas telah dibuat pada abad ini, terutama selama 20-25 tahun terakhir.
Aerologi, yang merupakan cabang meteorologi, terlibat dalam studi tentang proses dan fenomena fisik yang terjadi di atmosfer bebas.
Informasi pertama tentang struktur atmosfer diperoleh dengan bantuan balon. Di Rusia, penerapan ilmiah pertama balon dilakukan oleh Akademisi Ya.D. Zakharov pada tahun 1804. Selanjutnya, ilmuwan terkenal D.I.Mendeleev, M.A.Rykachev, dan lainnya melakukan penerbangan (19) Agustus 1877 dari kota Klin.
Di negara kita, penerbangan pertama balon stratosfer dilakukan pada tahun 1933. Balon stratosfer "USSR-1" naik ke rekor ketinggian untuk waktu itu 19 km (Gbr. 5). Balon stratosfer Soviet lainnya "Osoaviakhim-1" pada tahun 1934 mencapai ketinggian 22 km. Pengamatan yang dilakukan selama penerbangan memberikan banyak informasi berharga tentang struktur dan komposisi udara di lapisan bawah stratosfer. Penerbangan balon stratosfer pada tahun-tahun itu juga dilakukan di AS.

Stratostat "USSR-1"

Data baru yang menarik tentang fitur struktural lapisan atmosfer yang tinggi, sebagaimana telah disebutkan, diperoleh pada akhir 40-an dan 50-an dengan bantuan roket meteorologi dan geofisika khusus, satelit buatan Bumi dan metode tidak langsung penelitian atmosfer. Terutama banyak peluncuran dilakukan selama IGY, IGU dan kemudian, yaitu, mulai dari tahun 1957.
Banyak peluncuran rudal baik di Uni Soviet maupun di luar negeri dilakukan di berbagai titik di utara dan belahan bumi selatan... Hasilnya, untuk pertama kalinya, informasi berharga diperoleh tentang lapisan atmosfer yang tinggi di atas Kutub Utara dan Antartika, Eropa dan Asia, Amerika dan Australia, di atas lautan. Data yang diperoleh di Kutub Utara, Antartika, dan zona khatulistiwa sangat menarik.
Sebagian besar roket meteorologi diluncurkan pada ketinggian 60-100 km. Roket geofisika mencapai ketinggian yang jauh lebih tinggi. Jadi, misalnya, sebuah roket yang dibuat di Uni Soviet dengan berat total 2200 kg pada Mei 1957 naik ke ketinggian 212 km, dan pada 21 Februari 1958, roket Soviet lain dengan peralatan ilmiah dengan berat total 1520 kg mencapai ketinggian 473 km. Instrumen dalam roket biasanya kembali ke Bumi.
Registrasi berbagai elemen dan fenomena meteorologi terjadi baik selama pendakian roket yang cepat dan selama penurunan mulus dengan parasut wadah dengan peralatan yang memisahkannya. Hasil pengamatan ditransmisikan ke Bumi menggunakan peralatan radio telemetri. Instrumen ilmiah merekam suhu, tekanan dan komposisi kimia atmosfer pada ketinggian yang berbeda; mereka digunakan untuk mempelajari sifat fisik ionosfer, sinar kosmik, dan panjang gelombang pendek ultraviolet bagian dari spektrum matahari.
Dengan peluncuran satelit buatan pertama Bumi ke lapisan atmosfer yang tinggi, bersama dengan studi tentang lapisan-lapisan ini, studi tentang ruang luar yang berdekatan dimulai. Satelit Bumi Buatan untuk mempelajari atmosfer memiliki keunggulan signifikan dibandingkan roket meteorologi. Yang terakhir, karena sangat mahal dan kompleks, memungkinkan memperoleh informasi hanya pada beberapa titik peluncuran mereka dan dalam waktu singkat. Sementara itu, studi sistematis tentang proses atmosfer membutuhkan jaringan stasiun yang luas yang secara bersamaan menembakkan roket — mirip dengan jaringan stasiun aerologi yang ada — yang masih sulit untuk diterapkan.
Satelit buatan, meskipun sulit untuk diluncurkan ke orbit, memiliki sejumlah keunggulan. Sebagai laboratorium ilmiah, satelit, selama penerbangan berhari-harinya, mencatat dan mentransmisikan melalui radio informasi tentang komposisi atmosfer, radiasi kosmik, kekuatan medan magnet bumi, radiasi sel-sel Matahari, dll. dunia pada ketinggian orbitnya.
Satelit meteorologi khusus Bumi mengambil foto awan dari ketinggian 300 km atau lebih dan dengan demikian mencatat sifat cuaca secara bersamaan di wilayah Bumi yang luas. Menurut data yang diperoleh dengan bantuan satelit bumi buatan, komponen keseimbangan panas atmosfer dihitung, yang memungkinkan untuk menentukan distribusi suhu dan angin di permukaan bumi dan di ketinggian.
Jelas, serangkaian satelit buatan meteorologi dapat diluncurkan secara bersamaan pada ketinggian yang berbeda, yang memungkinkan untuk memperoleh data tentang fitur proses di lapisan atmosfer yang tinggi berulang kali dan dalam jangka waktu yang lama. Benar, untuk keberadaan satelit buatan yang lama, orbitnya perlu ditempatkan di atas lapisan atmosfer yang padat, yaitu di atas 200 km.
Satelit bumi buatan, diluncurkan ke orbit di bawah 1000 km di atas permukaan bumi, melewati atmosfer bagian atas. Menghubungi atmosfer dan mengalami resistensi, satelit secara bertahap kehilangan kecepatan dan bergerak ke orbit yang lebih rendah. Satelit bumi buatan yang diluncurkan ke orbit di atas 1000 km di atas permukaan bumi bisa eksis untuk waktu yang lama.
Satelit Bumi buatan pertama diluncurkan di Uni Soviet pada tanggal 4 Oktober 1957 pada ketinggian sekitar 900 km, yang kedua pada tanggal 3 November 1957 pada ketinggian 1700 km, dan yang ketiga pada tanggal 15 Mei 1958 di ketinggian 1880 km.
Prospek besar dalam studi luar angkasa telah terbuka sehubungan dengan peluncuran pesawat ruang angkasa. Pesawat ruang angkasa satelit Soviet pertama diluncurkan ke orbit pada 15 Mei 1960. Pesawat ruang angkasa satelit kedua diluncurkan pada 19 Agustus 1960, dan pesawat ruang angkasa satelit ketiga diluncurkan pada 1 Desember 1960.
Roket luar angkasa diluncurkan untuk mempelajari luar angkasa. Roket luar angkasa pertama dengan berat 1472 kg diluncurkan di Uni Soviet pada 2 Januari 1959, yang kedua pada 12 September (beratnya 1511 kg), dan yang ketiga pada 4 Oktober tahun yang sama (beratnya 1553 kg).
Tahun 1961 ditandai dengan keberhasilan baru menembus kedalaman atmosfer dan luar angkasa. Pada 12 Februari, Uni Soviet meluncurkan roket ke planet Venus, dan pada 12 April 1961, kosmonot pertama di dunia, Yuri Alekseevich Gagarin, terbang mengelilingi Bumi dengan satelit Vostok-1. Penerbangan yang berlangsung selama 108 menit itu dikagumi di seluruh dunia.
Tanggal 12 April 1961 akan tercatat dalam sejarah sebagai hari pertama era penetrasi manusia ke luar angkasa. Prestasi sejarah Yuri Gagarin menunjukkan kekuatan jenius kreatif rakyat Soviet.
Seperti yang Anda ketahui, pesawat luar angkasa-satelit kedua dengan berat hingga 4,6 ton telah kembali ke Bumi dengan selamat. Ada semua kondisi untuk penerbangan seorang pria. Tetapi kepercayaan penuh diperlukan dalam keselamatan penerbangan dan kembalinya astronot ke Bumi. Hanya setelah serangkaian peluncuran, ilmuwan Soviet mengirim manusia pertama ke luar angkasa. Kemudian di Amerika Serikat, penerbangan manusia dilakukan dengan roket dan satelit.
Pelaksanaan penerbangan pesawat ruang angkasa penuh dengan sejumlah kesulitan. Kembali pada abad ke-17. Newton besar menentukan dua nilai kecepatan yang diperlukan untuk menentukan gaya gravitasi. Salah satunya - kecepatan ruang pertama - di permukaan bumi sama dengan 8 km / detik. Kecepatan ini memastikan penerbangan objek yang diluncurkan di sekitar Bumi sebagai satelit buatan. Besaran lain, yang disebut kecepatan kosmik kedua, adalah 11 km / detik. Memiliki kecepatan kosmik kedua, objek yang diluncurkan mengatasi gaya gravitasi dan masuk ke ruang antarplanet. Kecepatan seperti itu dicapai dengan menggunakan roket bertingkat.
Untuk penerbangan ruang angkasa berawak yang aman, pesawat ruang angkasa antarplanet harus dapat dikontrol, karena dalam kondisi ini dimungkinkan untuk memastikan kembali ke Bumi. Tapi itu tidak semua. Hal ini diperlukan untuk menciptakan kondisi seperti itu agar tubuh manusia dapat menahan penerbangan. Tubuh manusia dapat dengan mudah mentolerir kecepatan apa pun. Kita tidak merasakan kecepatan kereta api, penerbangan pesawat terbang, pergerakan Bumi mengelilingi Matahari (kecepatan terakhir sekitar 30 km/detik), dll. Tetapi tubuh manusia sangat sensitif terhadap perubahan kecepatan, yaitu untuk percepatan. Beberapa orang dengan mudah menoleransi ski di pegunungan "Amerika", sementara yang lain merasa lebih buruk bahkan ketika naik dan turun di lift.
Percepatan kapal satelit sangat besar. Hal ini menyebabkan peningkatan berat astronot pada saat lepas landas beberapa kali. Oleh karena itu, selain pelatihan khusus tubuh untuk penerbangan luar angkasa, rezim pendakian semacam itu telah dikembangkan, yang menjamin keselamatan astronot.
Dan apa pengaruh tanpa bobot pada seseorang?
Dengan peluncuran vertikal hingga ketinggian 100 km, seseorang mengalami keadaan tanpa bobot selama sekitar 3 menit, dengan peluncuran hingga 200 km - 5-6 menit, dan hingga 500 km - sekitar 10 menit. Selama penerbangan orbit satelit bumi buatan, serta pesawat ruang angkasa, tanpa bobot terus berlanjut.
Penerbangan hewan percobaan menunjukkan bahwa tanpa bobot seharusnya tidak terlalu mempengaruhi tubuh. Setelah penerbangan Yuri Gagarin, pertanyaan tentang efek tanpa bobot pada tubuh manusia akhirnya diklarifikasi.
Kurang dari empat bulan setelah penerbangan berawak pertama ke luar angkasa, ilmu pengetahuan Soviet mencapai kesuksesan baru yang cemerlang dalam implementasi penerbangan luar angkasa.
6 Agustus 1961 jam 9 Pesawat ruang angkasa Soviet-satelit "Vostok-2", dikemudikan oleh Jerman Stepanovich Titov, dalam 25 jam. membuat 17 putaran mengelilingi Bumi dan, setelah terbang lebih dari 700.000 km, pada 7 Agustus pukul 10. 18 menit mendarat di area tertentu, di dekat lokasi pendaratan pesawat ruang angkasa satelit Vostok-1 dengan pilot-kosmonot Yuri Gagarin.
Penerbangan pesawat ruang angkasa satelit Vostok-2 berlangsung di orbit dengan jarak minimum pesawat dari permukaan bumi (at perigee) 183 km dan jarak maksimum (at apogee) 244 km. Penerbangan itu membuktikan kemungkinan manusia tinggal lama di luar angkasa.
Pada 11 Agustus 1962, pesawat ruang angkasa Vostok-3, yang dikemudikan oleh pilot-kosmonot Andriyan Grigorievich Nikolaev, diluncurkan ke orbit satelit Bumi di Uni Soviet. Keesokan harinya, 12 Agustus, pesawat ruang angkasa Vostok-4 dengan pilot-kosmonot Pavel Romanovich Popovich diluncurkan ke orbit.
Periode revolusi kedua kapal mengelilingi bumi adalah 88,5 menit. Jarak maksimum kapal dari permukaan bumi (di apogee) masing-masing mencapai 251 dan 254 km, dan minimum (di perigee) - 183 dan 180 km.
Penerbangan pesawat ruang angkasa kelompok pertama di dunia terjadi di ionosfer (termosfer), yang pengetahuan kita masih sangat terbatas.
Kapal-kapal satelit Soviet mendarat pada 15 Agustus sekitar pukul 10. Program penerbangan selesai sepenuhnya.
Pesawat ruang angkasa Vostok-3, yang telah terbang mengelilingi Bumi lebih dari 64 kali, menempuh jarak lebih dari 2,6 juta km dalam 95 jam, dan pesawat ruang angkasa Vostok-4 mengelilingi Bumi lebih dari 48 kali dalam 71 jam, menempuh jarak sekitar 2 juta km...
Penerbangan luar biasa dari kosmonot Soviet Yuri Gagarin, Titov Jerman, Andriyan Nikolaev, Pavel Popovich, kosmonot Amerika John Glenn dan lainnya menunjukkan bahwa dalam waktu dekat seseorang akan dapat menembus ruang antarplanet dan memenuhi impian terbang ke Bulan dan planet-planet dari tata surya.

Presentasi dengan topik: Atmosfer Bumi: komposisi dan strukturnya

1 dari 12

Presentasi dengan topik: Atmosfer Bumi: komposisi dan strukturnya

Geser No. 1

Deskripsi Slide:

Geser No.2

Deskripsi Slide:

Atmosfer (dari atmos Yunani - uap dan sparia - bola) adalah cangkang udara Bumi, yang berputar bersamanya. Perkembangan atmosfer terkait erat dengan proses geologis dan geokimia yang terjadi di planet kita, serta dengan aktivitas organisme hidup. Atmosfer (dari atmos Yunani - uap dan sparia - bola) adalah cangkang udara Bumi, yang berputar bersamanya. Perkembangan atmosfer terkait erat dengan proses geologis dan geokimia yang terjadi di planet kita, serta dengan aktivitas organisme hidup. Batas bawah atmosfer bertepatan dengan permukaan Bumi, karena udara menembus pori-pori terkecil di tanah dan larut bahkan dalam air. Batas atas pada ketinggian 2000-3000 km secara bertahap melewati ke luar angkasa. Berkat atmosfer, yang mengandung oksigen, kehidupan di Bumi dimungkinkan. Oksigen atmosfer digunakan dalam proses respirasi oleh manusia, hewan, dan tumbuhan.

Geser No.3

Deskripsi Slide:

Geser No.4

Deskripsi Slide:

Geser No.5

Deskripsi Slide:

Troposfer adalah lapisan atmosfer yang paling bawah, yang ketebalannya 8-10 km di atas kutub, di garis lintang sedang- 10-12 km, dan di atas khatulistiwa - 16-18 km. Troposfer adalah lapisan atmosfer yang paling bawah, yang ketebalannya 8-10 km di atas kutub, 10-12 km di lintang sedang, dan 16-18 km di atas khatulistiwa. Udara di troposfer dipanaskan dari permukaan bumi, yaitu dari darat dan air. Oleh karena itu, suhu udara di lapisan ini menurun dengan ketinggian rata-rata 0,6 ° C untuk setiap 100 m. Di batas atas troposfer, mencapai -55 ° C. Pada saat yang sama, di wilayah khatulistiwa di batas atas troposfer, suhu udara -70 ° , dan di wilayah Kutub Utara -65 ° . Di troposfer, sekitar 80% massa atmosfer terkonsentrasi, hampir semua uap air berada, badai petir, badai, awan dan curah hujan terjadi, dan pergerakan udara vertikal (konveksi) dan horizontal (angin) juga terjadi. Kita dapat mengatakan bahwa cuaca terutama terbentuk di troposfer.

Geser No.6

Deskripsi Slide:

Stratosfer adalah lapisan atmosfer yang terletak di atas troposfer pada ketinggian 8 sampai 50 km. Warna langit di lapisan ini tampak ungu, yang dijelaskan oleh penipisan udara, sehingga sinar matahari hampir tidak tersebar. Stratosfer adalah lapisan atmosfer yang terletak di atas troposfer pada ketinggian 8 sampai 50 km. Warna langit di lapisan ini tampak ungu, yang dijelaskan oleh penipisan udara, sehingga sinar matahari hampir tidak tersebar. Stratosfer mengandung 20% ​​massa atmosfer. Udara di lapisan ini dijernihkan, praktis tidak ada uap air, dan karenanya hampir tidak ada awan dan presipitasi yang terbentuk. Namun, arus udara yang stabil diamati di stratosfer, yang kecepatannya mencapai 300 km / jam. Lapisan ini mengandung ozon (lapisan ozon, ozonosfer), lapisan yang menyerap sinar ultraviolet, mencegahnya mencapai Bumi dan dengan demikian melindungi organisme hidup di planet kita. Berkat ozon, suhu udara di batas atas stratosfer berada dalam kisaran -50 hingga 4-55 ° C. Antara mesosfer dan stratosfer, ada zona transisi - stratopause.

Geser No.7

Deskripsi Slide:

Mesosfer adalah lapisan atmosfer yang terletak pada ketinggian 50-80 km. Kepadatan udara di sini 200 kali lebih kecil daripada di permukaan Bumi. Warna langit di mesosfer tampak hitam, dan bintang-bintang terlihat pada siang hari. Suhu udara turun menjadi -75 (-90) ° . Mesosfer adalah lapisan atmosfer yang terletak pada ketinggian 50-80 km. Kepadatan udara di sini 200 kali lebih kecil daripada di permukaan Bumi. Warna langit di mesosfer tampak hitam, dan bintang-bintang terlihat pada siang hari. Suhu udara turun menjadi -75 (-90) ° . Termosfer dimulai pada ketinggian 80 km. Suhu udara di lapisan ini naik tajam hingga ketinggian 250 m, dan kemudian menjadi konstan: pada ketinggian 150 km, mencapai 220-240 ° C; pada ketinggian 500-600 km, melebihi 1500 ° C.

Geser No.8

Deskripsi Slide:

Di mesosfer dan termosfer, di bawah aksi sinar kosmik, molekul gas meluruh menjadi partikel atom bermuatan (terionisasi), oleh karena itu bagian atmosfer ini disebut ionosfer - lapisan udara yang sangat langka yang terletak di ketinggian 50 hingga 1000 km , terutama terdiri dari atom oksigen terionisasi, molekul nitrogen oksida dan elektron bebas Di mesosfer dan termosfer, di bawah aksi sinar kosmik, molekul gas meluruh menjadi partikel atom bermuatan (terionisasi), oleh karena itu bagian atmosfer ini disebut ionosfer - lapisan udara yang sangat langka yang terletak di ketinggian 50 hingga 1000 km, terutama terdiri dari atom oksigen terionisasi, molekul nitrogen oksida dan elektron bebas Di ionosfer, aurora muncul - cahaya gas yang dijernihkan di bawah pengaruh partikel bermuatan listrik yang terbang dari Matahari - dan fluktuasi tajam medan magnet diamati.

Geser No. 11

Deskripsi Slide:

Atmosfer adalah campuran gas, terdiri dari nitrogen (78,08%), oksigen (20,95%), karbon dioksida (0,03%), argon (0,93%), sejumlah kecil helium, neon, xenon, kripton (0,01%) , ozon dan gas lainnya, tetapi kandungannya dapat diabaikan (Tabel 1). Komposisi modern udara bumi telah ditetapkan lebih dari seratus juta tahun yang lalu, tetapi aktivitas produksi manusia yang meningkat secara dramatis masih menyebabkan perubahannya. Saat ini terjadi peningkatan kandungan CO2 sekitar 10-12%. Atmosfer adalah campuran gas, terdiri dari nitrogen (78,08%), oksigen (20,95%), karbon dioksida (0,03%), argon (0,93%), sejumlah kecil helium, neon, xenon, kripton (0,01%) , ozon dan gas lainnya, tetapi kandungannya dapat diabaikan (Tabel 1). Komposisi modern udara bumi telah ditetapkan lebih dari seratus juta tahun yang lalu, tetapi aktivitas produksi manusia yang meningkat secara dramatis masih menyebabkan perubahannya. Saat ini terjadi peningkatan kandungan CO2 sekitar 10-12%.

Astronot yang telah melihat planet kita dari luar angkasa mengatakan bahwa planet itu dikelilingi oleh kabut tipis berwarna biru. Seperti inilah suasananya, yang masih belum jelas asal usulnya.

Komposisi atmosfer

Atmosfer (dari kata Yunani atmos - udara, sphaira - bola) adalah selubung gas yang mengelilingi bumi dan memanjang hingga 1000 kilometer ke atas dari permukaan bumi. Itu dipegang oleh gravitasi Bumi.

Udara di atmosfer adalah campuran gas, tetesan air kecil dan kristal es. Ini juga mengandung partikel debu, jelaga dan bahan organik. Gas utama atmosfer adalah nitrogen, oksigen, dan argon. Mereka membentuk 99,9% dari massa udara atmosfer. Perbandingan mereka di permukaan bumi adalah sama dalam daerah yang berbeda Bumi. Ini karena pencampuran udara yang kuat.

Beberapa lapisan dibedakan di atmosfer. Mereka berbeda dalam banyak sifat, dan terutama dalam karakteristik perubahan suhu. Lapisan atmosfer yang lebih rendah - troposfer dan stratosfer - mengandung hampir semua udara bumi. Troposfer - berbatasan langsung dengan permukaan bumi. Batas atasnya di atas khatulistiwa membentang pada ketinggian 18 kilometer, dan di atas kutub - pada ketinggian 8-9 kilometer. Troposfer mengandung lebih dari 4/5 dari semua udara atmosfer, mengandung hampir semua uap air. Disini terjadi pergerakan udara horizontal dan vertikal, terbentuklah awan, membawa hujan dan salju. Suhu di troposfer secara bertahap menurun dari bawah ke atas dan rata-rata -55 ° C di perbatasan dengan stratosfer. Kehidupan manusia, tumbuhan dan hewan terjadi di troposfer.

Stratosfer memanjang hingga ketinggian 50-55 kilometer. Udara di dalamnya sangat tipis sehingga mereka tidak bisa bernapas. Visibilitas di lapisan ini selalu bagus, hampir tidak ada awan, tidak ada badai petir, tidak ada hujan atau salju. Oleh karena itu, jalur pesawat modern berjalan di lapisan bawah stratosfer. Di bagian bawah stratosfer, suhunya kurang lebih konstan, tetapi dari ketinggian 25 kilometer mulai naik dan pada batas atas lapisan mendekati 0 ° .

Di atas stratosfer adalah lapisan atas atmosfer. Suhu di sini diturunkan dan pada ketinggian 80 kilometer mencapai minimal -80 ° C. Udara di ketinggian ini sangat tipis sehingga tidak menyerap panas matahari dan tidak menyebarkan cahaya.

Di atas, suhu di atmosfer naik dengan cepat dan pada ketinggian 500-600 kilometer adalah +1500 ° C. Oleh karena itu, menurut karakteristik suhu, lapisan yang disebut termosfer dibedakan di atmosfer bagian atas. Ketinggian atmosfer dari 100 hingga 1000 kilometer disebut ionosfer. Di sini, di bawah pengaruh sinar ultraviolet yang berasal dari Matahari, partikel gas dialiri arus listrik yang kuat. Cahaya partikel ini menyebabkan aurora.

Bumi adalah satu-satunya planet yang memiliki selubung gas yang mengandung oksigen yang diperlukan untuk bernafas. Bagi sebagian besar organisme hidup, atmosfer adalah lingkungan untuk kehidupan. Kita dapat mengatakan bahwa tumbuhan, hewan, dan manusia hidup tidak hanya di permukaan padat Bumi, tetapi juga di dasar "lautan udara". Atmosfer melindungi planet ini dari radiasi kosmik berbahaya dan meteorit kecil yang terbakar di dalamnya sebelum mencapai permukaan bumi. Sebagian besar energi matahari dihabiskan untuk memanaskan lapisan udara permukaan. Atmosfer menahan panas di permukaan bumi, seperti selimut yang melindunginya dari panas berlebih dan hipotermia. Air yang menguap dari permukaan membentuk awan di troposfer, yang juga melindungi Bumi dari panas berlebih. Mereka memantulkan sebagian sinar matahari dan membawa

Tentang sejarah eksplorasi lapisan atas atmosfer bumi

Kita hidup di dasar lautan udara yang membentang ribuan kilometer ke atas. Dan semua yang kita amati kondisi cuaca terjadi di lapisan terendah dan tertipis - troposfer. Ketebalannya di ketinggian di garis lintang sedang adalah 10 - 12 km, in garis lintang kutub 8 - 10 km dan 16 - 18 km di daerah tropis. Dibandingkan dengan panjang seluruh ketebalan atmosfer, ini dapat diabaikan. Tetapi di troposfer, seperti disebutkan di atas, semua cuaca kita terkonsentrasi dengan semua variasi fenomena dan sirkulasi. Ini juga mengandung 4/5 dari total massa udara atmosfer.

Namun demikian, lapisan atmosfer bumi yang berada di atasnya tidak kalah pentingnya bagi semua kehidupan di planet kita. Lapisan ozon yang terletak di lapisan di sebelah troposfer - stratosfer - adalah penghalang yang andal dalam perjalanan ke permukaan bumi, yang berakibat fatal bagi semua radiasi ultraviolet yang hidup. Selain itu, ditemukan bahwa variasi antartahunan total ozon (TO) dalam skala global merupakan indikator perubahan iklim. Dan sesuai dengan perubahan CCA pada individu lokasi geografis adalah mungkin untuk menilai anomali suhu permukaan yang akan datang di wilayah geografis yang jauh dari titik ini dalam jangka panjang (hingga 40 hari), yang, tidak diragukan lagi, dari waktu ke waktu dapat digunakan untuk prakiraan cuaca jangka panjang yang lebih akurat.

Untuk mempelajari lapisan atas atmosfer, berbagai metode tidak langsung telah digunakan sejak lama, yang meliputi, pertama-tama, pengamatan perambatan gelombang suara, langit senja, jejak meteor, pergerakan, dll.

Pada tahun 1930, untuk pertama kalinya mempelajari atmosfer, sebuah radiosonde dirilis, ditemukan oleh ahli meteorologi Soviet P.A. Molchanov, dan pada tahun 1933 G.A. Prokofiev, K.D. Godunov dan E.K. Birnbaum memanjat balon stratosfer "USSR-1" ke ketinggian 19 km.

Tetapi catatan pengamatan ilmiah telah bertahan.

Pada 40-an - 50-an abad terakhir, berkat kemajuan teknis dan perlengkapan meteorologi dengan sarana teknis radio, dimungkinkan untuk secara langsung mengukur banyak parameter atmosfer di ketinggian, pertama hingga 20-30 km, dan kemudian hingga 60–100 km. Peluncuran roket meteorologi dan satelit bumi buatan telah secara signifikan memperluas kemampuan ini.

Kenaikan radiosonde yang tinggi memungkinkan untuk membuat penemuan penting di stratosfer. Perubahan musiman (musim) yang signifikan dalam gradien suhu kutub khatulistiwa dan perubahan terkait dalam tekanan dan rezim angin ditemukan.

Tonggak penting adalah Tahun Geofisika Internasional, yang berlangsung dari 1 Juli 1957 hingga 31 Desember 1958. Para ilmuwan dari 64 negara melakukan penelitian di Bumi menurut satu program. Selama waktu ini, 112 roket meteorologi dan 13 roket geofisika diluncurkan di Uni Soviet. Data yang diperoleh oleh tim ilmuwan internasional memungkinkan untuk mempelajari secara rinci struktur atmosfer dan fitur sirkulasinya hingga ketinggian 20-30 km.

Pengamatan ketinggian tinggi di stratosfer khatulistiwa atas mengungkapkan multisiklikitas arus udara - kuasi-dua tahun di stratosfer bawah dan enam bulan di atas. Apalagi kedua siklus berada dalam hubungan tertentu.

21 Februari 1958 di Uni Soviet, roket meteorologi dengan berat 1520 kg diluncurkan, yang mencapai rekor ketinggian untuk rudal satu tahap kelas ini - 473 km, dan pada akhir musim panas tahun yang sama, roket naik ke ketinggian 450 km, berat 1690 kg.

Penggunaan roket meteorologi dan geofisika dalam penelitian atmosfer telah memungkinkan para ilmuwan untuk memperoleh data yang dapat diandalkan hingga ketinggian sekitar 80 - 100 km.

Pada dasarnya data baru tentang fenomena di ruang dekat bumi diperoleh dengan menggunakan stasiun antarplanet otomatis Luna-1, Luna-2 dan Luna-3, masing-masing diluncurkan pada 2 Januari, 12 September dan 4 Oktober 1959. Beginilah cara hidrogen geocrown ditemukan, membentang 20 ribu kilometer dari Bumi.

Informasi ilmiah yang diperoleh menunjukkan bahwa ada beberapa lapisan di atmosfer, yang berbeda satu sama lain terutama dan paling jelas dalam sifat distribusi suhu vertikal. Dan jika pada awal abad ke-20 biasa membagi atmosfer hanya menjadi dua bagian: troposfer (lapisan bawah) dan stratosfer, yang awalnya berarti semua lapisan atmosfer yang terletak di atas troposfer, sekarang, atas rekomendasi dari Organisasi Meteorologi Dunia (WMO), adalah kebiasaan untuk membagi atmosfer menjadi troposfer, stratosfer, mesosfer, termosfer dan eksosfer.

Tentang penemuan lapisan ozon

Para ilmuwan telah lama menetapkan bahwa spektrum matahari terus-menerus terputus di bagian ultraviolet pada panjang gelombang yang sama. Atmosfer ternyata buram bahkan untuk gelombang yang lebih pendek. Alasan untuk ini tetap tidak jelas untuk waktu yang lama, karena tidak ada gas yang diketahui di bawah komposisi atmosfer yang tidak akan membiarkan sinar ultraviolet lewat. Akhirnya, pada tahun 1840, gas semacam itu ditemukan di salah satu laboratorium fisika. Dengan menguraikan air menjadi bagian-bagian penyusunnya - oksigen dan hidrogen, dimungkinkan untuk memperoleh gas baru dengan bau khas yang sangat kuat. Dia disebut "berbau kuat", dalam bahasa Yunani "ozon".

Penelitian telah menunjukkan bahwa dengan kenaikan di atas permukaan bumi, kandungan ozon pertama-tama berubah secara tidak teratur, dan hanya dari ketinggian 10 km yang direncanakan untuk meningkat, terutama diucapkan dengan jelas di atas 12-15 km. Pada ketinggian 20 - 25 km, kandungan ozon maksimum diamati, dan di atas jumlah ozon secara bertahap berkurang dan menjadi diabaikan pada ketinggian 55 - 60 km.

Bagaimana Anda mendapatkan data tentang kandungan ozon di ketinggian? Pertama, dengan menganalisis sampel udara yang diambil di ketinggian. Kedua, metode optik dengan mengukur intensitas pita serapan ozon. Pertama, pada balon stratosfer, dan kemudian dengan bantuan roket, spektrograf dinaikkan ke lapisan atmosfer di atasnya, merekam spektrum matahari. Dari intensitas serapan di daerah spektrum ultraviolet, dimungkinkan untuk menentukan perubahan jumlah ozon dengan ketinggian.

Literatur:
P.N. Tverskoy. Mata kuliah Meteorologi. Hidrometeoizdat, 1962.
Suasana Bumi. Koleksi. Moskow, 1953.
AL. Katz. Sirkulasi di stratosfer dan mesosfer. Hidrometeoizdat, 1968.
Materi jurnal "Meteorologi dan Hidrologi" dan "Ilmu Pengetahuan dan Kehidupan" juga digunakan.

>> Atmosfer Bumi

Untuk si kecil sudah diketahui bahwa Bumi adalah satu-satunya planet di sistem kita yang memiliki atmosfer yang layak. Selimut gas tidak hanya kaya akan udara, tetapi juga melindungi kita dari panas yang berlebihan dan radiasi sinar matahari... Penting jelaskan kepada anak-anak bahwa sistem dirancang dengan sangat baik, karena memungkinkan permukaan memanas di siang hari dan menjadi dingin di malam hari, sambil mempertahankan keseimbangan yang dapat diterima.

Mulai penjelasan untuk anak-anak mungkin dengan fakta bahwa bola atmosfer bumi memanjang lebih dari 480 km, tetapi sebagian besar terletak 16 km dari permukaan. Semakin tinggi ketinggian, semakin rendah tekanannya. Jika kita mengambil permukaan laut, maka tekanan di sana adalah 1 kg per sentimeter persegi. Tetapi pada ketinggian 3 km, itu akan berubah - 0,7 kg per sentimeter persegi. Tentu saja, dalam kondisi seperti itu lebih sulit untuk bernafas ( anak-anak bisa merasakannya jika mereka pernah pergi mendaki gunung).

Komposisi udara

Di antara gas dibedakan:

• Nitrogen - 78%.
• Oksigen - 21%.
• Argon - 0,93%.
• Karbon dioksida - 0,038%.
• Dalam jumlah kecil, ada juga uap air dan pengotor gas lainnya.

Lapisan atmosfer

Orang tua atau guru di sekolah harus diingat bahwa atmosfer bumi dibagi menjadi 5 tingkatan: eksosfer, termosfer, mesosfer, stratosfer dan troposfer. Dengan setiap lapisan, atmosfer semakin larut sampai gas akhirnya tersebar di ruang angkasa.

Troposfer paling dekat dengan permukaan. Dengan ketebalan 7-20 km, membentuk setengah dari atmosfer bumi. Semakin dekat ke Bumi, semakin banyak udara yang memanas. Hampir semua uap air dan debu terkumpul di sini. Anak-anak mungkin tidak terkejut bahwa pada tingkat inilah awan mengapung.

Stratosfer dimulai dari troposfer dan naik 50 km di atas permukaan. Ada banyak ozon di sini, yang memanaskan atmosfer dan menyelamatkan dari radiasi matahari yang berbahaya. Udara 1000 kali lebih tipis dari di atas permukaan laut dan sangat kering. Itulah mengapa pesawat terbang terasa nyaman di sini.

Mesosfer: 50 km hingga 85 km di atas permukaan. Puncaknya disebut mesopause dan merupakan tempat terdingin di atmosfer bumi (-90 °C). Sangat sulit untuk menyelidikinya, karena mereka tidak bisa sampai ke sana. pesawat jet, dan ketinggian orbit satelit terlalu tinggi. Para ilmuwan hanya tahu apa yang terbakar di sini.

Termosfer: 90 km dan antara 500-1000 km. Suhu mencapai 1500 °C. Itu dianggap sebagai bagian dari atmosfer bumi, tetapi penting jelaskan kepada anak-anak bahwa kepadatan udara di sini sangat rendah sehingga sebagian besar sudah dianggap sebagai luar angkasa. Padahal, di sinilah pesawat ulang-alik dan Internasional Stasiun ruang angkasa... Selain itu, aurora terbentuk di sini. Partikel kosmik bermuatan bersentuhan dengan atom dan molekul termosfer, memindahkannya ke tingkat energi yang lebih tinggi. Berkat ini, kita melihat foton cahaya ini dalam bentuk aurora borealis.

Eksosfer adalah lapisan tertinggi. Garis yang sangat tipis menggabungkan atmosfer dengan ruang. Terdiri dari partikel hidrogen dan helium yang tersebar luas.

Iklim dan cuaca

Untuk si kecil diperlukan menjelaskan bahwa Bumi berhasil mempertahankan banyak spesies hidup berkat iklim regional, yang diwakili oleh dingin yang ekstrem di kutub dan panas tropis di khatulistiwa. Anak-anak harus tahu bahwa iklim regional adalah cuaca, yang di daerah tertentu tetap tidak berubah selama 30 tahun. Tentu saja, kadang-kadang bisa berubah selama beberapa jam, tetapi sebagian besar tetap stabil.

Selain itu, global iklim terestrial- rata-rata daerah. Itu telah berubah sepanjang sejarah manusia. Hari ini terjadi pemanasan yang cepat. Para ilmuwan membunyikan alarm karena gas rumah kaca yang disebabkan oleh aktivitas manusia memerangkap panas di atmosfer, berisiko mengubah planet kita menjadi Venus.