Для вивчення фізичного стану атмосфери виробляються як інструментальні, так і візуальні спостереження. Інструментальні спостереження здійснюються за допомогою спеціальних приладів, що встановлюються біля поверхні землі на метеорологічних станціях, і приладів, що піднімаються на гумових кулях, літаках, аеростатах і повітряних зміїв. При інструментальних спостереженнях отримують відомості про температуру, вологість, тиск повітря, швидкість і напрямок вітру біля поверхні землі і на висотах до 30-40 км. Крім того, з їх допомогою визначається висота нижньої і верхньої меж хмар, кількість опадів, склад повітря, розподіл променевої енергії і т. П.
Візуальні спостереження ведуться на метеорологічних станціях (рис. 3). В процесі цих спостережень визначають форму і кількість хмар (т. Е. Ступінь покриття неба), дальність горизонтальної видимості (ступінь прозорості повітря), характер випадають атмосферних опадів, Інтенсивність хуртовин та ін.

Існують і непрямі методи вивчення будови атмосфери. Непрямі методи застосовуються головним чином для отримання відомостей про високих шарах атмосфери, які поки малодоступні для зондування. До непрямих методів належать спостереження за світловими явищами в атмосфері, поширенням звукових хвиль і радіохвиль. Такі світлові явища, як полярні сяйва, світність нічного неба, слід метеорів, яскравість сутінкового неба і ін., Дозволяють судити про щільність і температуру повітря, швидкість і напрямок повітряних потоків.
З непрямих способів вивчення атмосфери можна також відзначити наступні:
по перламутровим хмар визначається вітер і вологість повітря на висотах 22-26 км, по сріблястим хмарам - повітряні течії на висотах 80-90 км;
по аномальному поширенню звуку встановлюється температура, тиск, вітер; ті ж елементи визначаються по метеорних слідах на висотах 50-150 км;
по ультрафіолетової радіації визначається вміст озону, по випромінюванню нічного неба - склад і температура повітря на висотах 60-70 км, по полярних сяйв - на висотах 80-1000 км.
Метеорологічними і геофізичними ракетами визначається тиск, щільність і температура повітря, а також сонячний спектр і ін.
Найбільш поширеним радіометеорологічних приладом є радіозонд - винахід П. А. Молчанова (рис. 4). Що випускається на гумовому кулі в вільну атмосферу, радіозонд в польоті реєструє тиск, температуру і вологість повітря, а результати вимірювань по радіо передає умовними сигналами. Сигнали уловлюються радіоприймачами і розшифровуються спостерігачами. Після швидко виробленої обробки отримують значення метеорологічних елементів на різних висотах.

Відомості про направлення і швидкості повітряних течій на висотах отримують за допомогою куль-пілотів і радіопілотов. Кулі-пілоти - це невеликі гумові кулі, наповнені воднем. Після випуску їх у вільний політ за ними спостерігають в аерологічної теодоліт. За відліком величин кутів обчислюється напрямок і швидкість вітру на різних висотах. На відміну від шаропілотних спостережень, що виробляються при ясній погоді, радіопілотние спостереження за допомогою радіолокатора або радіопеленгатора дозволяють визначати напрямок і швидкість вітру і при похмурій погоді.
Висота нижньої межі хмар вимірюється за допомогою куль-пілотів і прожекторів. Для цієї ж мети використовуються літаки, призначені для зондування атмосфери, і облакомери, піднімаються на гумових кулях.
В останні рокидля вивчення мікроструктури хмар і інших цілей обладнуються спеціальні літаки-лабораторії.
Майже всі перераховані кошти спостережень за фізичним станом вільної атмосфери створені в поточному столітті, головним чином за останні 20-25 років.
Вивченням фізичних процесів і явищ, що відбуваються у вільній атмосфері, займається аерологія, що представляє собою розділ метеорології.
Перші відомості про будову атмосфери були отримані за допомогою аеростатів. У Росії перше наукове застосування аеростата було здійснено академіком Я. Д. Захаровим в 1804 р У подальшому польоти здійснювали відомі вчені Д. І. Менделєєв, М. А. Рикачев і ін. Зокрема, політ Д. І. Менделєєва був проведений 7 (19) серпня 1877 р з міста Клину.
У нашій країні перший політ стратостата був здійснений в 1933 р Стратостат «СРСР-1» піднявся на рекордну для того часу висоту 19 км (рис. 5). Інший радянський стратостаті «Тсоавіахім-1» в 1934 р досяг висоти 22 км. Спостереження, зроблені під час польоту, дали багато цінних відомостей про будову і склад повітря в нижніх шарах стратосфери. Польоти стратостатів в ті роки були здійснені і в США.

Стратостат "СРСР-1"

Нові цікаві дані про особливості будови високих шарів атмосфери, як уже говорилося, були отримані в кінці 40-х і в 50-х роках за допомогою спеціальних метеорологічних і геофізичних ракет, штучних супутниківЗемлі і непрямих методів дослідження атмосфери. Особливо багато запусків здійснено в період МГГ, МГС і пізніше, т. Е. Починаючи з 1957 р
Численні запуски ракет як в СРСР, так і за кордоном проводилися в самих різних пунктах північного і південної півкуль. В результаті вперше були отримані цінні відомості про високих шарах атмосфери над Арктикою і Антарктикою, Європою і Азією, Америкою та Австралією, над океанами. Особливо цікаві дані, отримані в Арктиці, Антарктиці та екваторіальній зоні.
Більшість метеорологічних ракет запускають на висоти 60-100 км. Геофізичні ракети досягають значно більших висот. Так, наприклад, створена в СРСР ракета з апаратурою загальною вагою 2200 кг в травні 1957 року піднялася на висоту 212 км, а 21 лютого 1958 року інша радянська ракета з науковою апаратурою загальною вагою 1520 кг досягла висоти 473 км. Знаходяться в ракеті прилади зазвичай повертаються на Землю.
Реєстрація різних метеорологічних елементів і явищ відбувається як при стрімкому підйомі ракети, так і під час плавного спуску на парашуті отделяющегося від неї контейнера з апаратурою. Результати спостережень передаються на Землю за допомогою радіотелеметричної апаратури. Наукові прилади реєструють температуру, тиск і хімічний складатмосфери на різних висотах; з їх допомогою проводиться вивчення фізичних властивостей іоносфери, космічних променів, короткохвильового ультрафіолетової частини сонячного спектра.
З запуском у високі шари атмосфери першого штучного супутника Землі поряд з вивченням цих шарів почалося дослідження межує з ними космічного простору. Штучні супутники Землі для вивчення атмосфери мають значні переваги в порівнянні з метеорологічними ракетами. Останні, будучи дуже дорогими і складними, дозволяють отримувати відомості лише в небагатьох пунктах їх запуску і в короткі проміжки часу. Тим часом для систематичного дослідження атмосферних процесів необхідна широка мережа станцій, одночасно випускають ракети, - подоба існуючої мережі аерологічних станцій, - що поки важко здійсненне.
Штучні супутники, незважаючи на труднощі запуску їх на орбіту, мають ряд переваг. Представляючи собою наукову лабораторію, супутник протягом свого багатоденного польоту реєструє і передає по радіо відомості про склад атмосфери, космічному випромінюванні, напруженості магнітного поля Землі, корпускулярном випромінюванні Сонця і т. П. На всіх земній куліна висоті своєї орбіти.
Спеціальні метеорологічні супутники Землі виробляють фотографування хмар з висоти 300 км і більше і тим самим реєструють характер погоди одночасно над великими районами Землі. За даними, що отримуються за допомогою штучних супутників Землі, проводиться розрахунок складових теплового балансу атмосфери, що дозволяє визначити розподіл температури і вітру біля поверхні землі і на висотах.
Очевидно, що на різні висоти одночасно може бути запущена серія метеорологічних штучних супутників, що дозволить багаторазово і протягом тривалого проміжку часу отримувати дані про особливості процесів у високих шарах атмосфери. Правда, для тривалого існування штучного супутника необхідно, щоб орбіта його розташовувалася вище щільних шарів атмосфери, т. Е. Вище 200 км.
Штучні супутники Землі, що запускаються на орбіти нижче 1000 км над земною поверхнею, проходять крізь верхні шари атмосфери. Стикаючись з атмосферою і відчуваючи опір, супутники поступово втрачають свою швидкість і переходять на більш низькі орбіти. Штучні супутники Землі, запущені на орбіти понад 1000 км над земною поверхнею, можуть існувати тривалий час.
Перший штучний супутник Землі був запущений в Радянському Союзі 4 жовтня 1957 на висоту - близько 900 км, другий - 3 листопада 1957 року на висоту 1700 км, третій - 15 травня 1958 року на висоту 1880 км.
Великі перспективи у вивченні космічного простору відкрилися в зв'язку з запуском космічних кораблів. Перший радянський космічний корабель-супутник був виведений на орбіту 15 травня 1960 р Запуск другого космічного корабля-супутника був здійснений 19 серпня 1960 р третього корабля-спутніка- 1 грудня 1960 р
Для вивчення космічного простору виробляються запуски космічних ракет. Перша космічна ракета вагою 1472 кг була запущена в Радянському Союзі 2 січня 1959 р друга - 12 сентября (її вага 1511 кг), третя - 4 жовтня того ж року (вага +1553 кг).
1961 рік ознаменувався новими успіхами в проникненні в глибини атмосфери і космічного простору. 12 лютого в Радянському Союзі був здійснений запуск ракети до планети Венера, а 12 квітня 1961 року перший космонавт світу Юрій Олексійович Гагарін здійснив політ навколо Землі на кораблі-супутнику «Восток-1». Політ, що тривав 108 хв., Викликав захоплення у всьому світі.
12 квітня 1961 увійде в історію як перший день епохи проникнення людини в космос. Історичний подвиг Юрія Гагаріна продемонстрував силу творчого генія радянського народу.
Як відомо, вже другий космічний корабель-супутник вагою до 4,6 т благополучно повернувся на Землю. Були всі умови для польоту людини. Але була необхідна повна впевненість у безпеці польоту і повернення космонавта на Землю. Лише після ряду запусків радянські вчені послали першої людини в космічний політ. Пізніше в США були здійснені польоти людини в ракетах і в супутнику.
Здійснення польотів космічних кораблів пов'язане з рядом труднощів. Ще в XVII в. великий Ньютон визначив дві величини швидкості, необхідні для визначення сили земного тяжіння. Одна з них - перша космічна швидкість - біля поверхні землі дорівнює 8 км / сек. Ця швидкість забезпечує політ запущеного об'єкта навколо Землі в якості штучного супутника. Інша величина, яка називається другою космічною швидкістю, дорівнює 11 км / сек. Маючи другу космічну швидкість, запущений об'єкт долає силу земного тяжіння і йде в міжпланетний простір. Такі швидкості досягаються за допомогою багатоступеневих ракет.
Для благополучного космічного польоту людини міжпланетні кораблі повинні бути керованими, так як за цієї умови можна забезпечити повернення на Землю. Але це ще не все. Необхідно створити такі умови, щоб організм людини міг витримати політ. Людський організм легко переносить будь-які швидкості. Ми не відчуваємо швидкості руху поїзда, польоту літака, руху Землі навколо Сонця (остання швидкість дорівнює приблизно 30 км / сек) і т. П. Але організм людини дуже чутливий до змін швидкості, т. Е. До прискорення. Одні легко переносять катання на «американських» горах, а у інших самопочуття погіршується навіть при підйомі і спуску в ліфті.
Прискорення корабля-супутника величезна. Це призводить до зростання ваги космонавта в момент зльоту в кілька разів. Тому, крім спеціального тренування організму для польоту в космос, розроблений такий режим підйому, який забезпечує безпеку космонавта.
А який вплив на людину робить невагомість?
При вертикальному запуску до висоти 100 км людина відчуває невагомість протягом приблизно 3 хв., При запуску до 200 км - 5-6 хв., А до 500 км - близько 10 хв. При орбітальному польоті штучних супутників Землі, як і космічних кораблів, невагомість триває безперервно.
Польоти піддослідних тваринах показали, що невагомість не повинна помітно впливати на організм. Після польоту Юрія Гагаріна питання про дію невагомості на тіло людини було з'ясовано остаточно.
Не минуло й чотирьох місяців після першого польоту людини в космос, як радянська наука домоглася нового блискучого успіху в здійсненні космічних польотів.
6 серпня 1961 у 9 год. радянський космічний корабель-супутник «Восток-2», пілотований Германом Степановичем Титовим, за 25 годину. зробив 17 обертів навколо Землі і, пролетівши понад 700 000 км, 7 серпня о 10 год. 18 хв. приземлився в заданому районі, поблизу місця посадки корабля-супутника «Схід-1» з пілотом-космонавтом Юрієм Гагаріним.
Політ космічного корабля-супутника «Схід-2» відбувався по орбіті з мінімальним видаленням корабля від поверхні Землі (в перигеї) 183 км і максимальним віддаленням (в апогеї) 244 км. Політ довів можливість тривалого перебування людини в космічному просторі.
11 серпня 1962 року в СРСР на орбіту супутника Землі був виведений космічний корабель «Восток-3», пілотувався льотчиком-космонавтом Андріянов Григоровичем Ніколаєвим. На наступний день, 12 серпня, на орбіту був виведений корабель «Восток-4» з льотчиком-космонавтом Павлом Романовичем Поповичем.
Період обертання обох кораблів навколо Землі становив 88,5 хв. Максимальне видалення кораблів від поверхні Землі (в апогеї) досягало 251 і 254 км відповідно, а мінімальний (в перигеї) - 183 і 180 км.
Перший в світі груповий політ космічних кораблів відбувався в іоносфері (термосфере), про яку наші знання поки вельми обмежені.
Радянські кораблі-супутники приземлилися 15 серпня близько 10 годин. Програма польотів було виконано повністю.
Корабель «Восток-3», облетівши навколо Землі більше 64 разів, за 95 годин пройшов відстань понад 2,6 млн. Км, а корабель «Восток-4» за 71 годину облетів Землю більше 48 разів, пройшовши відстань близько 2 млн. Км .
Чудові польоти радянських космонавтів Юрія Гагаріна, Германа Титова, Андріяна Ніколаєва, Павла Поповича, американського космонавта Джона Гленна та ін. Показали, що в недалекому майбутньому людина зможе проникнути в міжпланетний простір і здійснити мрії про політ на Місяць і планети сонячної системи.

Презентація на тему: Атмосфера Землі: її склад і будова

1 з 12

Презентація на тему:Атмосфера Землі: її склад і будова

№ слайда 1

Опис слайда:

№ слайда 2

Опис слайда:

Атмосфера (від грец. Atmos - пар і spharia - куля) -повітряний оболонка Землі, що обертається разом з нею. Розвиток атмосфери було тісно пов'язане з геологічними і геохімічними процесами, що протікають на нашій планеті, а також з діяльністю живих організмів. Атмосфера (від грец. Atmos - пар і spharia - куля) -повітряний оболонка Землі, що обертається разом з нею. Розвиток атмосфери було тісно пов'язане з геологічними і геохімічними процесами, що протікають на нашій планеті, а також з діяльністю живих організмів. Нижня межа атмосфери збігається з поверхнею Землі, так як повітря проникає в найдрібніші пори в грунті і розчинений навіть у воді. Верхня межа на висоті 2000-3000 км поступово переходить в космічний простір. Завдяки атмосфері, в якій міститься кисень, можливе життя на Землі. Атмосферний кисень використовується в процесі дихання людини, тваринами, рослинами.

№ слайда 3

Опис слайда:

№ слайда 4

Опис слайда:

№ слайда 5

Опис слайда:

Тропосфера - найнижчий шар атмосфери, товщина якого над полюсами становить 8-10 км, в помірних широтах- 10-12 км, а над екватором - 16-18 км. Тропосфера - найнижчий шар атмосфери, товщина якого над полюсами становить 8-10 км, в помірних широтах - 10-12 км, а над екватором - 16-18 км. Повітря в тропосфері нагрівається від земної поверхні, т. Е. Від суші і води. Тому температура повітря в цьому шарі з висотою знижується в середньому на 0,6 ° С на кожні 100 м. У верхньої межі тропосфери вона досягає -55 ° С. При цьому в районі екватора на верхній межі тропосфери температура повітря становить -70 ° С, а в районі Північного полюса -65 ° С. У тропосфері зосереджено близько 80% маси атмосфери, знаходиться майже весь водяний пар, виникають грози, бурі, хмари і опади, а також відбувається вертикальне (конвекція) і горизонтальне (вітер) переміщення повітря. Можна сказати, що погода в основному формується в тропосфері.

№ слайда 6

Опис слайда:

Стратосфера - шар атмосфери, розташований над тропосферою на висоті від 8 до 50 км. Колір неба в цьому шарі здається фіолетовим, що пояснюється розрідженістю повітря, через яку сонячні промені майже не розсіюються. Стратосфера - шар атмосфери, розташований над тропосферою на висоті від 8 до 50 км. Колір неба в цьому шарі здається фіолетовим, що пояснюється розрідженістю повітря, через яку сонячні промені майже не розсіюються. У стратосфері зосереджено 20% маси атмосфери. Повітря в цьому шарі розріджене, практично немає водяної пари, а тому майже не утворюються хмари і опади. Однак в стратосфері спостерігаються стійкі повітряні течії, швидкість яких досягає 300 км / ч. У цьому шарі зосереджено озон (озоновий екран, озоносфера), шар, який поглинає ультрафіолетові промені, не пропускаючи їх до Землі і тим самим захищаючи живі організми на нашій планеті. Завдяки озону температура повітря на верхній межі стратосфери знаходиться в межах від -50 до 4-55 ° С. Між мезосферою і стратосферой розташована перехідна зона - стратопауза.

№ слайда 7

Опис слайда:

Мезосфера - шар атмосфери, розташований на висоті 50-80 км. Щільність повітря тут в 200 разів менше, ніж у поверхні Землі. Колір неба в мезосфері здається чорним, протягом дня видно зірки. Температура повітря знижується до -75 (-90) ° С. Мезосфера - шар атмосфери, розташований на висоті 50-80 км. Щільність повітря тут в 200 разів менше, ніж у поверхні Землі. Колір неба в мезосфері здається чорним, протягом дня видно зірки. Температура повітря знижується до -75 (-90) ° С. На висоті 80 км починається термосфера. Температура повітря в цьому шарі різко підвищується до висоти 250 м, а потім стає постійною: на висоті 150 км вона досягає 220-240 ° С; на висоті 500-600 км перевищує 1500 ° С.

№ слайда 8

Опис слайда:

У мезосфері і термосфере під дією космічних променів молекули газів розпадаються на заряджені (іонізовані) частки атомів, тому ця частина атмосфери отримала назву іоносфера - шар дуже розрідженого повітря, розташований на висоті від 50 до 1000 км, що складається в основному з іонізованих атомів кисню, молекул окису азоту і вільних електронів в мезосфері і термосфере під дією космічних променів молекули газів розпадаються на заряджені (іонізовані) частки атомів, тому ця частина атмосфери отримала назву іоносфера - шар дуже розрідженого повітря, розташований на висоті від 50 до 1000 км, що складається в основному з іонізованих атомів кисню, молекул окису азоту і вільних електронів В іоносфері виникають полярні сяйва - світіння розріджених газів під впливом електрично заряджених летять від Сонця частинок - і спостерігаються різкі коливання магнітного поля.

№ слайда 11

Опис слайда:

Атмосфера - це суміш газів, що складається з азоту (78,08%), кисню (20,95%), вуглекислого газу (0,03%), аргону (0,93%), невеликої кількості гелію, неону, ксенону, криптону (0,01%), озону та інших газів, але їх зміст мізерно (табл. 1). Сучасний склад повітря Землі встановився більш сотні мільйонів років тому, проте різко зросла виробнича діяльність людини все ж привела до його зміни. В даний час відзначається збільшення вмісту СО2 приблизно на 10-12%. Атмосфера - це суміш газів, що складається з азоту (78,08%), кисню (20,95%), вуглекислого газу (0,03%), аргону (0,93%), невеликої кількості гелію, неону, ксенону, криптону (0,01%), озону та інших газів, але їх зміст мізерно (табл. 1). Сучасний склад повітря Землі встановився більш сотні мільйонів років тому, проте різко зросла виробнича діяльність людини все ж привела до його зміни. В даний час відзначається збільшення вмісту СО2 приблизно на 10-12%.

Космонавти, які бачили нашу планету з космосу, кажуть, що вона оточена тонкою блакитним серпанком. Так виглядає атмосфера, народження якої до сих пір до кінця не зрозуміло.

склад атмосфери

Атмосфера (від грецьких слів atmos - повітря, sphaira - куля) - газова оболонка, що оточує Землю і тягнеться до 1000 кілометрів вгору від земної поверхні. Вона утримується силою тяжіння Землі.

Повітря атмосфери - це суміш газів, найдрібніших крапель води і кристалів льоду. У ньому присутні також частинки пилу, сажі та органічних речовин. Основні гази атмосфери - азот, кисень і аргон. Вони складають 99,9% маси атмосферного повітря. Їх співвідношення у земної поверхні однаково в різних районахЗемлі. Це пояснюється сильним перемішуванням повітря.

В атмосфері виділяють кілька шарів. Вони розрізняються багатьма властивостями, і перш за все особливостями зміни температури. Нижні шари атмосфери - тропосфера і стратосфера містять майже все повітря Землі. Тропосфера - безпосередньо прилягає до земної поверхні. Її верхня межа над екватором проходить на висоті 18 кілометрів, а над полюсами - на висоті 8-9 кілометрів. У тропосфері знаходиться більше 4/5 всього атмосферного повітря, міститься майже уся водяна пара. Тут відбуваються горизонтальні і вертикальні руху повітря, формуються хмари, що приносять дощ, сніг. Температура в тропосфері поступово знижується від низу до верху і на кордоні зі стратосферой становить в середньому -55 ° С. У тропосфері протікає життя людини, рослин і тварин.

Стратосфера простягається до висоти 50-55 кілометрів. Повітря в ній настільки розріджене, що їм не можна дихати. Видимість в цьому шарі завжди хороша, тут майже немає хмар, не буває ні гроз, ні дощу, ні снігу. Тому в нижніх шарах стратосфери пролягають шляхи сучасних літаків. У нижній частині стратосфери температура більш-менш постійна, але з висоти 25 кілометрів починає підвищуватися і на верхній межі шару близька до 0 ° С.

Вище стратосфери лежать верхні шари атмосфери. Температура тут знижуєте і на висоті 80 кілометрів досягає мінімуму -80 ° С. Повітря на цій висоті настільки розріджене, що не поглинає сонячне тепло і не розсіює світло.

Вище температура в атмосфері швидко росте і на висоті 500-600 кілометр становить +1500 ° С. Тому по температурному ознакою у верхній атмосфері виділяють шар, званий термосферою. Висоти атмосфери від 100 до 1000 кілометрів називають іоносферою. Тут під впливом ультрафіолетових променів, що йдуть від Сонця, частки газів сильно електризуються. Світіння цих частинок викликає полярне сяйво.

Земля - ​​єдина з планет, яка має газову оболонку, яка містить необхідний для дихання кисень. Для більшості живих організмів атмосфера - середовище життя. Можна сказати, що рослини, тварини і люди живуть не тільки на твердій поверхні Землі, а й на дні «повітряного океану». Атмосфера захищає планету від шкідливих космічних випромінювань і дрібних метеоритів, які згорають у ній, не досягаючи поверхні Землі. Значна частина сонячної енергії витрачається на нагрів приземного шару повітря. Атмосфера утримує тепло у земної поверхні, подібно покривала оберігає її від зайвого перегріву і переохолодження. Випарувалася з поверхні вода утворює в тропосфері хмари, які також захищають Землю від перегріву. Вони відображають частину сонячних променів і приносять

Про історію дослідження верхніх шарів атмосфери Землі

Ми живемо на дні повітряного океану, який простягається вгору на тисячі кілометрів. І все спостережувані нами погодні явищавідбуваються в його самому нижньому, найтоншому шарі - тропосфері. Її потужність по висоті в помірних широтах становить 10 - 12 км, в полярних широтах 8 - 10 км і 16 - 18 км в тропіках. У порівнянні з протяжністю всій товщі атмосфери це мізерно мало. Але в тропосфері, як уже було відзначено вище, зосереджена вся наша погода з усім різноманіттям явищ і циркуляцій. Також в ній зосереджено 4/5 всієї маси атмосферного повітря.

Проте, розміщені вище шари земної атмосфери не менш важливі для всього живого на нашій планеті. Шар озону, що знаходиться в наступному за тропосферой шарі - стратосфері, - є надійною перешкодою на шляху до поверхні Землі згубною для всього живого ультрафіолетової радіації. Крім цього встановлено, що міжрічні варіації загального вмісту озону (ОСО) в глобальному масштабі є індикаторами змін клімату. А щодо змін ВЗГ в окремих географічних точкахможна судити про майбутні аномаліях приземної температури в віддалених від цієї точки географічних районах в довгостроковій (до 40 днів) перспективі, що, безсумнівно, з часом може бути використано для більш точних довгострокових прогнозів погоди.

Для вивчення верхніх шарів атмосфери тривалий час застосовувалися різні непрямі методи, до яких відносяться насамперед спостереження за поширенням звукових хвиль, сутінковим небом, метеорними слідами, переміщенням і та ін.

У 1930 році вперше для дослідження атмосфери випущений радіозонд, винайдений радянським метеорологом П.А. Молчановим, а в 1933 році Г.А. Прокоф'єв, К.Д. Годунов і Е.К. Бірнбаум піднялися на стратостаті «СРСР-1» на висоту 19 км.

Але записи наукових спостережень збереглися.

У 40-50-х роках минулого століття завдяки технічному прогресу та оснащенню метеорології радіотехнічними засобами стало можливим безпосереднє вимірювання багатьох параметрів атмосфери на висотах спочатку до 20 - 30 км, а потім і до 60 - 100 км. Запуски метеорологічних ракет і штучних супутників Землі значно розширили ці можливості.

Високі радіозондовие підйоми дозволили зробити важливе відкриттяв стратосфері. Були виявлені значні сезонні (мусонні) зміни градієнта температури екватор - полюс і пов'язані з ними зміни режиму тиску і вітру.

Важливим етапом став Міжнародний геофізичний рік, який тривав з 1 липня 1957 року по 31 грудня 1958 року. Вчені з 64 країн вели дослідження Землі за єдиною програмою. За цей час в СРСР було запущено 112 метеорологічних і 13 геофізичних ракет. Отримані міжнародними командами вчених дані дозволили детально вивчити будову атмосфери і особливості її циркуляції до висоти 20 - 30 км.

Висотні спостереження у верхній екваторіальній стратосфері виявили многоціклічность повітряних течій - квазідвухлетнюю в нижній стратосфері і шестимісячну у верхній. При цьому обидва циклу знаходяться в певному взаємозв'язку.

21 лютого 1958р. в СРСР був проведений запуск метеорологічної ракети вагою 1520 кг, яка досягла рекордної висоти для одноступінчатих ракет цього класу - 473 км, а в кінці літа того ж року ракета піднялася на висоту 450 км, маючи вагу 1690 кг.

Використання в дослідженнях атмосфери метеорологічних і геофізичних ракет дозволило вченим одержувати надійні дані до висоти близько 80 - 100 км.

Істотно нові дані про явища в навколоземному просторі були отримані за допомогою автоматичних міжпланетних станцій «Луна-1», «Луна-2» і «Луна-3», запущених відповідно 2 січня, 12 вересня та 4 жовтня 1959 року. Так була виявлена ​​воднева геокороной, що простягається на 20 тисяч кілометрів від Землі.

Здобута наукова інформація показала, що в атмосфері існує кілька шарів, які відрізняються один від одного перш за все і найбільше чітко характером вертикального розподілу температури. І якщо на початку XX століття було прийнято розділяти атмосферу тільки на дві частини: тропосферу (нижній шар) і стратосферу, під якою спочатку розумілися всі шари атмосфери, розташовані вище тропосфери, то в даний час за рекомендацією Всесвітньої метеорологічної організації (ВМО) атмосферу прийнято ділити на тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу і екзосферу.

Про відкриття озонового шару

Вчені давно встановили, що сонячний спектр постійно обривається в ультрафіолетовій частині на одній і тій же довжині хвилі. Атмосфера виявилася непрозорою для ще більш коротких хвиль. Причина цього довго залишалася незрозумілою, тому що внизу в складі атмосфери не був відомий газ, який не пропускав би ультрафіолетових променів. Нарешті, в 1840 році в одній з фізичних лабораторій такий газ був знайдений. Розкладаючи воду на її складові частини - кисень і водень, вдалося отримати новий газ, що володіє надзвичайно сильним характерним запахом. Його так і назвали «сильно пахне», по-грецьки «озон».

Дослідження показали, що з підняттям над земною поверхнею вміст озону спочатку змінюється незакономерно, і тільки з висоти 10 км намічається його збільшення, особливо чітко виражене вище 12 - 15 км. На висоті 20 - 25 км спостерігається максимум вмісту озону, а вище кількість озону поступово зменшується і стає нікчемним до висоти 55 - 60 км.

Як отримували дані про зміст озону на висотах? По-перше, шляхом аналізу проб повітря, взятих на висотах. По-друге, оптичним методом за вимірюваннями інтенсивності смуг поглинання озону. Спочатку на стратостатах, а пізніше за допомогою ракет в вищерозміщені шари атмосфери піднімали спектрограф, реєструючий сонячний спектр. За інтенсивністю поглинання в ультрафіолетовій області спектра можна визначити зміна кількості озону з висотою.

література:
П.Н. Товариський. Курс метеорології. Гидрометеоиздат, 1962.
Атмосфера Землі. Збірник. Москва, 1953.
А.Л. Кац. Циркуляція в стратосфері і мезосфері. Гидрометеоиздат, 1968.
Використано також матеріали журналів «Метеорологія і гідрологія» і «Наука і життя».

>> Атмосфера Землі

Для наймолодшихвже відомо, що Земля виступає єдиною планетою в нашій системі, яка володіє життєздатною атмосферою. Газове покривало не тільки багате на повітря, але і захищає нас від надмірного нагрівання і сонячного випромінювання. важливо пояснити дітям, Що система влаштована неймовірно вдало, адже дозволяє поверхні прогріватися вдень і остигати вночі, зберігаючи допустимий баланс.

почати пояснення для дітейможна з того, що куля земної атмосфери поширюється на 480 км, але більша частина знаходиться в 16 км від поверхні. Чим більше висота, тим нижче тиск. Якщо брати рівень моря, то там тиск дорівнює 1 кг на квадратний сантиметр. А ось на висоті в 3 км, воно зміниться - 0.7 кг на квадратний сантиметр. Звичайно, в таких умовах дихати складніше ( дітимогли це відчути, якщо коли-небудь вирушали в похід в гори).

склад повітря

Серед газів розрізняють:

• Азот - 78%.
• Кисень - 21%.
• Аргон - 0.93%.
• Двоокис вуглецю - 0.038%.
• У невеликих кількостях є також водяна пара та інші домішки газів.

атмосферні шари

батькиабо вчителя в школіповинні нагадати, що земна атмосфера ділиться на 5 рівнів: екзосфера, термосфера, мезосфера, стратосфера і тропосфера. З кожним шаром атмосфера розчиняється все більше, поки гази остаточно не розсіються в просторі.

Тропосфера - знаходиться найближче до поверхні. З товщиною в 7-20 км вона становить половину земної атмосфери. Чим ближче до Землі, тим сильніше прогрівається повітря. Тут зібрано майже весь водяний пар і пил. Діти можуть не дивуватися, що саме на цьому рівні плавають хмари.

Стратосфера починається від тропосфери і піднімається на 50 км над поверхнею. Тут багато озону, що нагріває атмосферу і рятує від шкідливого сонячного випромінювання. Повітря в 1000 разів тонше, ніж над рівнем моря і надзвичайно сухий. Саме тому тут прекрасно себе почувають літаки.

Мезосфера: від 50 км до 85 км над поверхнею. Вершина називається мезопауза і виступає найбільш прохолодним місцем в земній атмосфері (-90 ° C). Її дуже складно досліджувати, тому що туди не можуть підібратися реактивні літаки, А орбітальна висота супутників надто висока. Вчені лише знають, що саме тут згоряють.

Термосфера: 90 км і між 500-1000 км. Температура сягає 1500 ° C. Її вважають частиною земної атмосфери, але важливо пояснити дітям, Що щільність повітря тут настільки низька, що велика частина сприймається вже як космічний простір. Фактично саме тут розміщуються космічні шатли і Міжнародна космічна станція. Крім того, тут утворюються полярні сяйва. Заряджені космічні частинки стикаються з атомами і молекулами термосфери, переводячи їх на більш високий енергетичний рівень. Завдяки цьому ми і бачимо ці фотони світла у вигляді полярного сяйва.

Екзосфера - найвищий шар. Неймовірно тонка лінія злиття атмосфери з космосом. Складається з широко розсіяних водневих і гелієвих частинок.

Клімат і погода

Для наймолодшихпотрібно пояснити, Що Землі вдається утримувати безліч живих видів завдяки регіональному клімату, який представлений екстремальним холодом на полюсах і тропічним теплом на екваторі. дітиповинні знати, що регіональний клімат - це погода, яка в конкретній ділянці залишається незмінною 30 років. Звичайно, іноді вона може змінюватися на кілька годин, але по більше частини залишається стабільною.

Крім того, виділяють і глобальний земний клімат- середній показник регіональної. Він змінювався протягом всієї людської історії. Сьогодні спостерігається стрімке потепління. Учені б'ють на сполох, тому що парникові гази, спричинені людською діяльністю, утримують тепло в атмосфері, ризикуючи перетворити нашу планету в Венеру.