지구의 대기는 우리 행성의 가스 봉투입니다. 그건 그렇고, 거의 모든 천체는 행성을 시작으로 비슷한 껍질을 가지고 있습니다. 태양계그리고 큰 소행성으로 끝납니다. 속도, 질량 및 기타 여러 매개 변수의 크기와 같은 여러 요인에 따라 달라집니다. 그러나 우리 행성의 껍질에만 우리가 살 수 있는 구성 요소가 포함되어 있습니다.
지구의 대기: 단편출현
우리 행성의 존재 초기에는 가스 껍질이 전혀 없었던 것으로 믿어집니다. 그러나 젊고 새로 형성된 천체는 끊임없이 진화하고 있었습니다. 지구의 주요 대기는 지속적인 화산 폭발의 결과로 형성되었습니다. 이것이 수천 년에 걸쳐 지구 주위에 수증기, 질소, 탄소 및 기타 원소(산소 제외)의 껍질이 형성되는 방식입니다.
대기 중 수분의 양이 제한되어 있기 때문에 초과분은 강수량으로 변했습니다. 이것이 바다, 바다 및 기타 수역이 형성된 방식입니다. 행성에 거주했던 최초의 유기체는 수생 환경에서 출현하고 발전했습니다. 대부분은 광합성을 통해 산소를 생산하는 식물 유기체에 속했습니다. 따라서 지구의 대기는 이 필수 가스로 가득 차기 시작했습니다. 그리고 산소 축적의 결과로 오존층이 형성되어 자외선의 유해한 영향으로부터 지구를 보호했습니다. 우리 존재의 모든 조건을 만든 것은 바로 이러한 요소들입니다.
지구 대기의 구조
아시다시피, 우리 행성의 가스 껍질은 대류권, 성층권, 중간권, 열권 등 여러 층으로 구성됩니다. 이 레이어 사이에 명확한 경계를 그리는 것은 불가능합니다. 모두 시간과 행성의 위도에 따라 다릅니다.
대류권은 가스 껍질의 아래쪽 부분으로, 높이는 평균 10~15km입니다. 대부분의 수분이 집중되어 있는 곳이 바로 이곳인데, 모든 수분이 집중되어 구름이 형성되는 곳입니다. 산소 함량으로 인해 대류권은 모든 유기체의 생명 활동을 지원합니다. 또한 해당 지역의 날씨와 기후 특성을 형성하는 데 매우 중요합니다. 이곳에서는 구름뿐만 아니라 바람도 형성됩니다. 고도에 따라 온도가 떨어집니다.
성층권 - 대류권에서 시작하여 고도 50~55km에서 끝납니다. 여기서 온도는 고도에 따라 증가합니다. 대기의 이 부분에는 사실상 수증기가 포함되어 있지 않지만 오존층이 있습니다. 때로는 여기에서 밤에만 볼 수 있는 "진주" 구름의 형성을 볼 수 있습니다. 이는 고도로 응축된 물방울로 표현되는 것으로 믿어집니다.
중간권은 최대 80km까지 뻗어 있습니다. 이 층에서는 위로 올라갈수록 온도가 급격히 떨어지는 것을 볼 수 있습니다. 난기류도 여기에서 고도로 발달했습니다. 그건 그렇고, 작은 얼음 결정으로 구성된 소위 "야광운"이 중간권에 형성되며 밤에만 볼 수 있습니다. 중간권의 상부 경계에는 실제로 공기가 없다는 것이 흥미롭습니다. 이는 지구 표면 근처보다 200배 적습니다.
열권은 지구의 가스 껍질의 상층으로, 전리층과 외기권을 구별하는 것이 일반적입니다. 흥미롭게도 이곳의 온도는 고도에 따라 매우 급격히 상승합니다. 지구 표면에서 800km 고도에서는 섭씨 1000도 이상입니다. 전리층은 고도로 희석된 공기와 엄청난 양의 활성 이온을 특징으로 합니다. 외기권의 경우 대기의 이 부분이 행성 간 공간으로 원활하게 전달됩니다. 열권에는 공기가 포함되어 있지 않다는 점은 주목할 가치가 있습니다.
지구의 대기가 매우 밝다는 것을 알 수 있습니다. 중요한 부분생명의 출현에 결정적인 요소로 남아있는 우리 행성. 그것은 생명 활동을 보장하고 수권(지구의 물 껍질)의 존재를 유지하며 자외선으로부터 보호합니다.
대기의 상부 경계가 명확하게 보이지 않기 때문에 대기의 정확한 크기는 알 수 없습니다. 그러나 대기의 구조는 모든 사람이 우리 행성의 가스 봉투가 어떻게 구성되어 있는지에 대한 아이디어를 얻을 수 있을 만큼 충분히 연구되었습니다.
대기 물리학을 연구하는 과학자들은 대기를 행성과 함께 회전하는 지구 주변 지역으로 정의합니다. FAI는 다음을 제공합니다 정의:
- 우주와 대기의 경계는 카르만선을 따라 이어진다. 동일한 조직의 정의에 따르면 이 선은 고도 100km에 위치한 해발 고도입니다.
이 선 위의 모든 것은 우주 공간입니다. 대기는 점차 행성간 공간으로 이동하기 때문에 크기에 대한 생각이 다릅니다.
대기의 하한 경계를 사용하면 모든 것이 훨씬 간단해집니다. 대기는 표면을 따라 통과합니다. 지각그리고 지구의 수면 - 수권. 이 경우 경계는 지구와 물 표면과 합쳐진다고 말할 수 있습니다. 왜냐하면 그곳의 입자도 용해된 공기 입자이기 때문입니다.
지구의 크기에는 어떤 대기층이 포함됩니까?
흥미로운 사실은 겨울에는 더 낮고 여름에는 더 높다는 것입니다.
난기류, 고기압, 저기압이 발생하고 구름이 형성되는 곳이 바로 이 층입니다. 날씨 형성을 담당하는 것은 바로 이 영역이며, 모든 기단의 약 80%가 여기에 위치합니다.
대류권계면은 높이에 따라 온도가 감소하지 않는 층입니다. 대류권 위, 고도 11 이상, 최대 50km에 위치합니다. 성층권에는 자외선으로부터 지구를 보호하는 것으로 알려진 오존층이 포함되어 있습니다. 이 층의 공기는 희박하여 이러한 특성을 설명합니다. 보라색 그늘하늘. 이곳의 공기 흐름 속도는 시속 300km에 이릅니다. 성층권과 중간권 사이에는 성층권이 있습니다. 즉, 온도가 최대치로 나타나는 경계 영역입니다.
다음 레이어는 입니다. 높이는 85-90km까지 확장됩니다. 중간권의 하늘색은 검은색이어서 아침, 오후에도 별을 관찰할 수 있다. 가장 복잡한 광화학 과정이 그곳에서 일어나며, 그 동안 대기의 빛이 발생합니다.
중간권과 다음 층 사이에는 중간권이 있습니다. 이는 최소 온도가 관찰되는 전이층으로 정의됩니다. 더 높은 곳, 해발 100km의 고도에는 카르만 라인이 있습니다. 이 선 위에는 열권(고도 제한 800km)과 "분산대"라고도 불리는 외기권이 있습니다. 약 2~3,000km의 고도에서는 우주에 가까운 진공 상태로 들어갑니다.
대기의 상층부가 뚜렷하게 보이지 않는 점을 고려하면 정확한 크기를 계산하는 것은 불가능하다. 게다가 에서는 다른 나라이 문제에 대해 다른 의견을 가진 조직이 있습니다. 주목해야 할 점은 카르만 라인서로 다른 소스가 서로 다른 경계 표시를 사용하기 때문에 조건부로만 지구 대기의 경계로 간주될 수 있습니다. 따라서 일부 출처에서는 상한이 고도 2500-3000km를 통과한다는 정보를 찾을 수 있습니다.
NASA는 계산을 위해 122km 표시를 사용합니다. 얼마 전, 약 118km에 위치한 국경을 명확히 하는 실험이 진행되었습니다.
지구 표면을 변화시킵니다. 그다지 중요하지 않은 것은 작은 조각의 암석을 장거리로 운반하는 바람의 활동이었습니다. 온도 변동 및 기타 대기 요인이 암석 파괴에 큰 영향을 미쳤습니다. 이와 함께 A.는 떨어지는 운석의 파괴적인 영향으로부터 지구 표면을 보호하며, 대부분은 대기의 조밀 한 층에 들어갈 때 타 버립니다.
산소 발생에 큰 영향을 미치는 살아있는 유기체의 활동 자체는 대기 조건에 크게 좌우됩니다. A. 태양으로부터 나오는 대부분의 자외선 복사를 지연시켜 많은 유기체에 해로운 영향을 미칩니다. 대기의 산소는 동물과 식물의 호흡 과정에 사용되며, 대기의 이산화탄소는 식물의 영양 공급 과정에 사용됩니다. 기후 요인, 특히 열 및 습기 체계는 건강과 인간 활동에 영향을 미칩니다. 농업은 특히 기후 조건에 따라 달라집니다. 결과적으로 인간 활동은 대기 구성과 기후 체제에 점점 더 많은 영향을 미칩니다.
대기의 구조
대기 온도의 수직 분포 및 관련 용어.
수많은 관찰에 따르면 A.는 명확하게 정의된 계층 구조를 가지고 있습니다(그림 참조). 알루미늄 층 구조의 주요 특징은 주로 수직 온도 분포 특성에 의해 결정됩니다. 대기의 가장 낮은 부분인 대류권에서는 강렬한 난류 혼합이 관찰됩니다(대기권과 수권의 난류 참조). 고도가 증가함에 따라 온도가 감소하며 수직 온도 감소는 평균 1km당 6°입니다. 대류권의 높이는 극위도에서는 8~10km, 적도에서는 16~18km로 다양하다. 공기 밀도가 높이에 따라 빠르게 감소한다는 사실로 인해 전체 공기 질량의 약 80%가 대류권에 집중됩니다.대류권 위에는 천이층이 있습니다. 시작됩니다. 성층권의 하부에서는 높이에 따른 온도 감소가 멈추고 온도는 소위 고도 25km까지 거의 일정하게 유지됩니다. 등온 지역(성층권 하층); 온도가 높아지면 반전 영역(성층권 상부)이 증가하기 시작합니다. 온도는 약 55km 고도에 위치한 성층권 수준에서 최대 ~270K에 도달합니다. 고도 55~80km에 위치하며 높이에 따라 온도가 다시 감소하는 A층을 중간권이라고 합니다. 그 위에는 전이층이 있습니다. 그 위에는 높이에 따라 온도가 증가하는 열권이 있으며 매우 높은 값(1000K 이상)에 도달합니다. 더 높은 고도(~1000km 이상의 고도)는 대기 가스가 소산으로 인해 우주로 분산되고 대기에서 행성 간 공간으로 점진적인 전환이 발생하는 외기권입니다. 일반적으로 대류권 위에 위치한 대기의 모든 층을 상부라고 부르지만 때로는 성층권이나 그 하부를 대기의 하부층이라고도 합니다.
아프리카의 모든 구조적 매개변수(온도, 압력, 밀도)는 상당한 시공간적 변동성(위도, 연간, 계절, 일별 등)을 가지고 있습니다. 그러므로 그림의 데이터는 다음과 같다. 대기의 평균 상태만 반영합니다.
대기 구조 다이어그램:
1 - 해수면; 2 - 최고점지구 - Chomolungma 산(에베레스트), 8848m; 3 - 날씨가 좋은 적운 구름; 4 - 강력한 적운 구름; 5 - 소나기(뇌우) 구름; 6 - 난층운 구름; 7 - 권운; 8 - 비행기; 9 - 최대 오존 농도층; 10 - 진주 구름; 11 - 성층권 풍선; 12 - 라디오존데; 1З - 유성; 14 - 야광운 구름; 15 - 오로라; 16 - 미국 X-15 로켓 항공기; 17, 18, 19 - 이온화된 층에서 반사되어 지구로 돌아오는 전파. 20 - 따뜻한 층에서 반사되어 지구로 돌아오는 음파; 21 - 최초의 소련 인공 지구 위성; 22 - 대륙간 탄도 미사일; 23 - 지구물리학 연구 로켓; 24 - 기상 위성; 25 - 우주선 Soyuz-4 및 Soyuz-5; 26 - 대기를 떠나는 우주 로켓과 이온화된 층을 관통하여 대기를 떠나는 전파. 27, 28 - H 및 He 원자의 소산(미끄러짐); 29 - 태양 양성자 P의 궤적; 30 - 자외선 침투 (파장 l > 2000 및 l< 900).
대기의 층 구조는 다른 많은 다양한 표현을 가지고 있습니다. 대기의 화학적 구성은 고도에 따라 이질적입니다. 대기가 강하게 혼합되는 최대 90km의 고도에서 대기의 영구 구성 요소의 상대적 구성은 실질적으로 변하지 않습니다(이 전체 대기 두께를 대기의 전체 두께라고 함). 동종권), 90km 이상 - in 이권- 분자 해리의 영향을 받아 대기 가스태양의 자외선 복사는 강한 변화를 일으킨다 화학적 구성 요소 A. 키가 크다. 아프리카의 이 지역의 전형적인 특징은 오존층과 대기 자체의 빛입니다. 복잡한 층 구조는 대기 에어로졸의 특징입니다. 즉, 공기 중에 떠 있는 지구 및 우주 기원의 고체 입자입니다. 가장 흔한 에어로졸층은 대류권 아래, 고도 약 20km에서 발견됩니다. 대기 중 전자와 이온의 수직적 분포는 층상으로 되어 있는데, 이는 전리층의 D층, E층, F층의 존재로 표현됩니다.
대기 조성
가장 광학적으로 활동적인 구성 요소 중 하나는 대기 에어로졸입니다. 수 nm에서 수십 마이크론 크기의 공기 중에 부유하는 입자로, 수증기가 응축되는 동안 형성되고 산업 오염으로 인해 지구 표면에서 대기로 유입됩니다. 화산 폭발, 그리고 우주에서도 마찬가지입니다. 에어로졸은 대류권과 대기권 모두에서 관찰됩니다. 상위 레이어 A. 에어로졸 농도는 높이에 따라 급격히 감소하지만 이러한 변화는 에어로졸 층의 존재와 관련된 수많은 2차 최대값에 의해 중첩됩니다.
상층 대기
20-30km 이상에서는 해리의 결과로 원자 분자가 어느 정도 원자로 분해되고 자유 원자와 새롭고 더 복잡한 분자가 원자에 나타납니다. 다소 높을수록 이온화 과정이 중요해집니다.
가장 불안정한 지역은 이권(heterosphere)으로, 이온화 및 해리 과정이 높이에 따른 공기 구성의 변화를 결정하는 수많은 광화학 반응을 일으킵니다. 여기서도 가스의 중력 분리가 발생하는데, 이는 고도가 높아짐에 따라 아프리카에서 더 가벼운 가스가 점진적으로 농축되는 것으로 표현됩니다. 로켓 측정에 따르면 중성 가스(아르곤 및 질소)의 중력 분리가 105-110km 이상에서 관찰됩니다. 100-210km 층의 산소의 주요 구성 요소는 분자 질소, 분자 산소 및 원자 산소입니다 (210km 수준의 후자 농도는 분자 질소 농도의 77 ± 20 %에 이릅니다).
열권의 상부는 주로 산소 원자와 질소 원자로 구성됩니다. 500km 고도에서는 분자 산소가 사실상 존재하지 않지만 상대적 농도가 크게 감소하는 분자 질소가 여전히 원자 질소보다 우세합니다.
열권에서는 조석 운동(썰물과 흐름 참조), 중력파, 광화학 과정, 입자의 평균 자유 경로 증가 및 기타 요인이 중요한 역할을 합니다. 200-700km 고도에서 위성 제동을 관찰한 결과 밀도, 온도 및 태양 활동 사이에 관계가 있다는 결론이 나왔습니다. 이는 구조 매개변수의 일별, 반기별 및 연간 변동의 존재와 관련이 있습니다. 일교차는 대기의 조수에 의해 크게 좌우될 가능성이 있습니다. 태양 플레어 기간 동안 저위도의 고도 200km 온도는 1700~1900°C에 도달할 수 있습니다.
600km 이상에서는 헬륨이 주요 구성 요소가 되며, 고도 2~20,000km에서는 지구의 수소 코로나가 확장됩니다. 이 고도에서 지구는 온도가 수만도에 달하는 하전 입자 껍질로 둘러싸여 있습니다. 지구의 내부 및 외부 복사 벨트가 여기에 있습니다. 주로 수백 MeV의 에너지를 가진 양성자로 채워진 내부 벨트는 적도에서 35-40°까지의 위도에서 500-1600km의 고도로 제한됩니다. 외부 벨트는 수백 keV 정도의 에너지를 갖는 전자로 구성됩니다. 외부 벨트 너머에는 전자의 농도와 흐름이 훨씬 더 높은 "가장 바깥쪽 벨트"가 있습니다. 태양 미립자 복사(태양풍)가 태양의 상층부로 침입하면 오로라가 발생합니다. 태양 코로나의 전자와 양성자가 상층 대기에 충격을 가하면 대기 자체의 빛이 나옵니다. 밤하늘의 빛. 태양풍이 지구 자기장과 상호 작용하면 구역이 생성됩니다. 태양 플라즈마 흐름이 침투하지 않는 지구 자기권.
을 위한 상위 레이어 A. 강한 바람이 존재하는 것이 특징이며 그 속도는 100-200m/sec에 이릅니다. 대류권, 중간권, 하층 열권 내의 풍속과 방향은 시공간적으로 큰 변동성을 갖습니다. 하늘의 상층의 질량은 하층의 질량에 비해 미미하고 상층의 대기 과정의 에너지는 상대적으로 작지만, 하늘의 상층이 날씨와 날씨에 어느 정도 영향을 미치는 것은 분명합니다. 대류권의 기후.
대기의 복사, 열, 수분 균형
실제로 아프리카에서 발전하는 모든 물리적 과정의 유일한 에너지원은 태양 복사입니다. 주요 특징 A.의 방사선 체제 - 소위. 온실 효과: A. 단파 태양 복사를 약하게 흡수하지만(대부분 지구 표면에 도달) 장파 복사(완전히 적외선)를 유지합니다. 열복사지구 표면은 지구가 우주 공간으로 전달되는 열을 크게 줄이고 온도를 높입니다.
아프리카에 도달하는 태양복사는 아프리카에서 주로 수증기, 이산화탄소, 오존, 에어로졸에 의해 부분적으로 흡수되어 에어로졸 입자와 아프리카 밀도의 변동에 의해 산란됩니다. 아프리카에서는 직접적인 태양복사뿐만 아니라 산란복사도 관찰되며, 이를 합쳐 총복사량을 구성합니다. 지구 표면에 도달하면 전체 방사선이 부분적으로 반사됩니다. 반사된 방사선의 양은 소위 기본 표면의 반사율에 의해 결정됩니다. 알베도 흡수된 방사선으로 인해 지구 표면이 가열되어 지구를 향하는 자체 장파 복사의 원천이 되고, 지구도 지구 표면을 향하는 장파 복사(소위 반파 복사)를 방출합니다. 지구의 복사) 및 우주 공간으로의 복사(소위 나가는 복사). 지구 표면과 지구 사이의 합리적인 열교환은 유효 복사, 즉 지구 표면의 고유 복사와 지구가 흡수하는 역 복사의 차이에 의해 결정됩니다. 유효 방사선을 방사선 균형이라고 합니다.
지구 표면과 대기에 흡수된 후 태양 복사 에너지의 변환은 지구의 열 균형을 구성합니다. 대기의 주요 열원은 대부분의 태양 복사를 흡수하는 지구 표면입니다. A에서 태양 복사를 흡수하기 때문에. 손실이 적다장파 복사에 의해 대기에서 세계 공간으로 열이 공급되고 난류 열 교환의 형태로 지구 표면에서 대기로 열이 유입되고 응축으로 인해 열이 도착하여 복사 열 소비가 보충됩니다. 대기 중 수증기 전체 대기의 총 응축 량은 강수량 강수량 및 지구 표면의 증발 량과 동일하므로 아프리카에 응축열이 도달하는 양은 수치 적으로 동일합니다. 지구 표면의 증발로 인한 열 손실(물 균형 참조)
태양 복사 에너지의 일부는 대기의 일반적인 순환을 유지하는 데 소비됩니다. 대기 과정그러나 이 부분은 열수지의 주요 구성요소에 비하면 미미한 수준이다.
공기의 움직임
대기의 이동성이 높기 때문에 모든 고도에서 바람이 관찰됩니다. 공기 이동은 여러 요인에 따라 달라지며, 가장 큰 요인은 여러 지역에서 공기가 고르지 않게 가열되는 것입니다. 지구.
지구 표면의 특히 큰 온도 대비는 도착의 차이로 인해 적도와 극 사이에 존재합니다. 태양 에너지다른 위도에서. 이와 함께 대륙과 해양의 위치에 따라 기온 분포가 영향을 받습니다. 해수의 높은 열용량과 열전도율로 인해 해양은 일년 내내 태양 복사의 도착 변화로 인해 발생하는 온도 변동을 크게 약화시킵니다. 이와 관련하여 온대 및 고위도에서는 여름 바다 위의 기온이 대륙보다 눈에 띄게 낮고 겨울에는 더 높습니다.
대기의 고르지 않은 가열은 소위 대규모 기류 시스템의 개발에 기여합니다. 대기에 수평 열 전달을 생성하는 일반 대기 순환으로 인해 개별 영역의 대기 가열 차이가 눈에 띄게 완화됩니다. 이와 함께 아프리카에서는 일반 순환이 수분 순환을 수행하는데, 그 동안 수증기가 바다에서 육지로 이동하여 대륙이 촉촉해집니다. 일반 순환 시스템에서 공기의 이동은 대기압 분포와 밀접하게 관련되어 있으며 지구의 자전에도 영향을 받습니다(코리올리 힘 참조). 해수면에서 기압 분포는 적도 근처에서 감소하고 아열대 지역(벨트)에서 증가하는 특징이 있습니다. 고압) 온대 및 고위도 지역에서는 감소합니다. 동시에, 온대 위도 대륙에서는 일반적으로 압력이 겨울에 증가하고 여름에 감소합니다.
행성의 압력 분포와 관련된 기류의 복잡한 시스템이 있는데, 그 중 일부는 상대적으로 안정적이지만 다른 일부는 공간과 시간에 따라 지속적으로 변화합니다. 안정적인 기류에는 두 반구의 아열대 위도에서 적도로 향하는 무역풍이 포함됩니다. 몬순은 또한 상대적으로 안정적입니다. 즉, 바다와 본토 사이에서 발생하고 계절에 따라 발생하는 기류입니다. 온대 위도에서는 서쪽 기류(서쪽에서 동쪽으로)가 우세합니다. 이러한 흐름에는 일반적으로 수백, 수천 킬로미터에 걸쳐 확장되는 사이클론과 안티사이클론과 같은 큰 와류가 포함됩니다. 사이클론은 열대 위도에서도 관찰되며, 크기는 작지만 특히 풍속이 높으며 종종 허리케인(소위 열대 저기압)의 강도에 도달합니다. 대류권 상부와 성층권 하부에는 경계가 뚜렷한 상대적으로 좁은(수백 킬로미터 너비) 제트기류가 있으며, 그 안에서 바람은 최대 100-150m/초의 엄청난 속도에 도달합니다. 관찰에 따르면 성층권 하부의 대기 순환 특징은 대류권의 과정에 의해 결정됩니다.
고도에 따라 온도가 증가하는 성층권 상반부에서는 고도에 따라 풍속이 증가하며 여름에는 동쪽 바람이, 겨울에는 서쪽 바람이 지배적입니다. 여기에서의 순환은 성층권 열원에 의해 결정되며, 그 존재는 오존에 의한 자외선 태양 복사의 강렬한 흡수와 관련이 있습니다.
온대 위도의 중간권 하부에서 겨울 서쪽 수송 속도는 약 80m/초, 여름 동부 수송 속도는 약 70km 수준에서 최대 60m/초로 증가합니다. . 연구 최근 몇 년중간권의 온도장의 특징은 복사 요인의 영향만으로는 설명될 수 없다는 사실이 명확하게 나타났습니다. 동적 요인이 가장 중요하며(특히 공기가 하강하거나 상승할 때 가열 또는 냉각), 광화학 반응(예: 산소 원자의 재결합)에서 발생하는 열원도 가능합니다.
차가운 메조권층 위(열권)에서는 고도에 따라 기온이 급격하게 증가하기 시작합니다. 여러 측면에서 아프리카의 이 지역은 성층권의 하반부와 유사합니다. 열권 하부의 순환은 중간권의 과정에 의해 결정되고, 열권 상부 층의 역학은 여기에서 태양 복사의 흡수에 의해 결정될 가능성이 높습니다. 그러나 이러한 고도에서는 대기의 움직임이 상당히 복잡하기 때문에 연구하기가 어렵습니다. 큰 중요성 80km 이상의 고도에서 풍속이 100-120m/초에 도달할 수 있는 영향을 받아 열권(주로 태양의 반일주 및 일주 조석)에서 조석 운동을 얻습니다. 특성대기 조석 - 위도, 연중 시간, 해발 고도 및 하루 중 시간에 따라 변동이 심합니다. 열권에서는 중력파의 영향으로 인해 높이에 따른 풍속의 상당한 변화(주로 100km 수준 근처)도 관찰됩니다. 소위 100-110km의 고도 범위에 위치하고 있습니다. 터보 정지는 강렬한 난류 혼합 영역에서 위 영역을 뚜렷하게 분리합니다.
대규모 기류와 함께 대기의 하층에서 수많은 국지적 공기 순환이 관찰됩니다(바람, 보라, 산 계곡 바람 등, 국지풍 참조). 모든 기류에서 일반적으로 중간 및 작은 크기의 공기 소용돌이의 움직임에 따라 바람 맥동이 관찰됩니다. 이러한 맥동은 대기 난류와 관련이 있으며, 이는 많은 대기 과정에 큰 영향을 미칩니다.
기후와 날씨
지구 표면의 다양한 위도에 도달하는 태양 복사량의 차이와 해양, 대륙 및 주요 산계의 분포를 포함한 구조의 복잡성이 지구 기후의 다양성을 결정합니다(기후 참조).
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이 기사 또는 섹션에서는 텍스트를 사용합니다.- 지구와 함께 회전하는 지구의 공기 껍질. 대기의 상한 경계는 일반적으로 고도 150-200km에서 그려집니다. 아래쪽 경계는 지구 표면입니다.
대기 공기는 가스의 혼합물입니다. 공기 표면층에 있는 부피의 대부분은 질소(78%)와 산소(21%)로 구성됩니다. 또한 공기에는 불활성 가스(아르곤, 헬륨, 네온 등), 이산화탄소(0.03), 수증기 및 다양한 고체 입자(먼지, 그을음, 소금 결정)가 포함되어 있습니다.
공기는 무색이며, 하늘의 색깔은 빛의 파동이 산란되는 특성으로 설명됩니다.
대기는 대류권, 성층권, 중간권, 열권 등 여러 층으로 구성됩니다.
낮은 지상 공기층을 공기층이라고 합니다. 대류권.다른 위도에서는 그 힘이 동일하지 않습니다. 대류권은 행성의 모양을 따르며 지구와 함께 축 회전에 참여합니다. 적도에서 대기의 두께는 10km에서 20km까지 다양합니다. 적도에서는 더 크고 극에서는 더 작습니다. 대류권은 최대 공기 밀도가 특징이며 전체 대기 질량의 4/5가 여기에 집중되어 있습니다. 대류권이 결정한다 날씨: 이곳에는 다양한 기단이 형성되고, 구름과 강수량이 형성되며, 강렬한 수평 및 수직 공기 이동이 발생합니다.
대류권 위, 최대 고도 50km에 위치해 있습니다. 천장.공기 밀도가 낮고 수증기가 부족한 것이 특징입니다. 약 25km 고도의 성층권 하부에 위치. 유기체에 치명적인 자외선을 흡수하는 오존 농도가 높은 대기층 인 "오존 스크린"이 있습니다.
고도 50~80~90km에서 확장됩니다. 중간권.고도가 증가함에 따라 온도는 (0.25-0.3)°/100m의 평균 수직 기울기로 감소하고 공기 밀도는 감소합니다. 주요 에너지 과정은 복사열 전달입니다. 대기의 빛은 라디칼과 진동으로 여기된 분자가 관련된 복잡한 광화학 과정으로 인해 발생합니다.
열권고도 80-90 ~ 800km에 위치합니다. 여기의 공기 밀도는 최소이며 공기 이온화 정도는 매우 높습니다. 태양의 활동에 따라 온도가 변합니다. 때문에 큰 금액여기에서는 하전 입자, 극광 및 자기 폭풍이 관찰됩니다.
대기는 지구의 본질에 매우 중요합니다.산소가 없으면 살아있는 유기체는 숨을 쉴 수 없습니다. 오존층은 유해한 자외선으로부터 모든 생명체를 보호합니다. 대기는 온도 변동을 완화합니다. 지구 표면은 밤에 과냉각되지 않으며 낮에는 과열되지 않습니다. 촘촘한 대기층에서 행성 표면에 도달하기 전에 운석은 가시로 인해 타 오릅니다.
대기는 지구의 모든 층과 상호 작용합니다. 그것의 도움으로 바다와 땅 사이에 열과 습기가 교환됩니다. 대기가 없으면 구름도 없고 강수량도 없고 바람도 없을 것입니다.
대기에 심각한 악영향을 미칩니다 경제 활동사람. 대기 오염이 발생하여 일산화탄소(CO 2) 농도가 증가합니다. 그리고 이는 지구 온난화에 기여하고 “온실 효과”를 증가시킵니다. 산업 폐기물과 운송으로 인해 지구의 오존층이 파괴됩니다.
대기는 보호가 필요합니다. 선진국에서는 대기 오염을 방지하기 위해 일련의 조치가 시행되고 있습니다.
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분위기의 구성. 공기 봉투우리 행성의 - 대기태양으로부터 나오는 자외선이 살아있는 유기체에 미치는 유해한 영향으로부터 지구 표면을 보호합니다. 또한 먼지와 운석과 같은 우주 입자로부터 지구를 보호합니다.
대기는 기체의 기계적 혼합물로 구성되어 있습니다. 부피의 78%는 질소, 21%는 산소, 1% 미만은 헬륨, 아르곤, 크립톤 및 기타 불활성 기체입니다. 공기 중의 산소와 질소의 양은 거의 변하지 않습니다. 질소는 다른 물질과 거의 결합하지 않으며 산소는 매우 활동적이고 호흡, 산화 및 연소에 소비되지만 식물에 의해 지속적으로 보충되기 때문입니다.
약 100km 고도까지 이러한 가스의 비율은 거의 변하지 않습니다. 이는 공기가 끊임없이 혼합된다는 사실 때문입니다.
언급된 가스 외에도 대기에는 약 0.03%가 포함되어 있습니다. 이산화탄소, 일반적으로 지구 표면 근처에 집중되어 있으며 고르지 않게 분포되어 있습니다. 도시, 산업 중심지 및 화산 활동 지역에서는 그 양이 증가합니다.
대기에는 항상 수증기와 먼지 등 일정량의 불순물이 존재합니다. 수증기의 함량은 공기 온도에 따라 달라집니다. 온도가 높을수록 공기가 보유할 수 있는 증기의 양이 많아집니다. 공기 중에 수증기가 존재하기 때문에 무지개, 햇빛 굴절 등과 같은 대기 현상이 가능합니다.
화산 폭발, 모래 및 먼지 폭풍, 화력 발전소 등에서 연료의 불완전 연소 중에 먼지가 대기로 유입됩니다.
대기의 구조.대기의 밀도는 고도에 따라 변합니다. 지구 표면에서 가장 높고 위로 올라갈수록 감소합니다. 따라서 고도 5.5km에서는 대기 밀도가 2배, 고도 11km에서는 표층보다 4배 적습니다.
가스의 밀도, 구성 및 특성에 따라 대기는 5개의 동심원 층으로 나뉩니다(그림 34).
쌀. 34.대기의 수직 단면(대기의 성층화)
1. 맨 아래층이라고 합니다 대류권.상부 경계는 극에서 8-10km, 적도에서 16-18km의 고도를 통과합니다. 대류권에는 대기 전체 질량의 최대 80%와 거의 모든 수증기가 포함되어 있습니다.
대류권의 기온은 높이가 높아짐에 따라 100m마다 0.6°C씩 감소하며 상한은 -45~55°C입니다.
대류권의 공기는 끊임없이 혼합되어 서로 다른 방향으로 움직입니다. 여기에서만 안개, 비, 강설, 뇌우, 폭풍 및 기타 기상 현상이 관찰됩니다.
2. 위에 위치 천장,고도 50-55km까지 확장됩니다. 성층권의 공기 밀도와 압력은 무시할 수 있습니다. 얇은 공기는 대류권과 동일한 가스로 구성되어 있지만 더 많은 오존을 포함하고 있습니다. 가장 높은 오존 농도는 고도 15-30km에서 관찰됩니다. 성층권의 온도는 고도에 따라 증가하며 상층 경계에서는 0°C 이상에 도달합니다. 이는 오존이 태양으로부터 단파 에너지를 흡수하여 공기를 따뜻하게 하기 때문입니다.
3. 성층권 위에 위치 중간권,고도 80km까지 확장. 그곳에서 온도는 다시 떨어지고 -90°C에 도달합니다. 그곳의 공기 밀도는 지구 표면보다 200배나 적습니다.
4. 중간권 위에 위치 열권(80~800km). 이 층의 온도는 다음과 같이 증가합니다. 고도 150km에서 220°C로; 고도 600km에서 최대 1500°C. 대기 가스(질소 및 산소)는 이온화된 상태입니다. 단파 태양 복사의 영향으로 개별 전자가 원자 껍질에서 분리됩니다. 결과적으로 이 레이어에서는 - 전리층하전 입자 층이 나타납니다. 가장 밀도가 높은 층은 고도 300-400km에 위치합니다. 밀도가 낮기 때문에 태양 광선거기에는 흩어지지 않아서 하늘이 검고 별과 행성이 그 위에 밝게 빛납니다.
전리층에는 극광,강한 전류, 이는 지구 자기장에 교란을 유발합니다.
5. 800km 이상은 외부 껍질입니다. 외기권.외기권에서 개별 입자의 이동 속도는 임계값인 11.2mm/s에 가까워지고 있으므로 개별 입자는 중력을 극복하고 우주 공간으로 탈출할 수 있습니다.
분위기의 의미.우리 행성의 생명에서 대기의 역할은 매우 큽니다. 그녀가 없었다면 지구는 죽었을 것입니다. 대기는 극심한 가열과 냉각으로부터 지구 표면을 보호합니다. 그 효과는 태양광선을 통과시키고 열 손실을 방지하는 온실의 유리 역할에 비유될 수 있습니다.
대기는 태양으로부터 오는 단파 및 미립자 방사선으로부터 살아있는 유기체를 보호합니다. 대기는 기상 현상이 발생하는 환경이며 모든 것이 연결되어 있습니다. 인간 활동. 이 껍질에 대한 연구는 기상 관측소에서 수행됩니다. 낮과 밤, 날씨에 관계없이 기상학자는 대기 하층의 상태를 모니터링합니다. 하루에 4번, 많은 관측소에서 매시간 온도, 기압, 습도, 흐림도, 풍향 및 속도, 강수량, 대기의 전기 및 음향 현상을 측정합니다. 기상 관측소는 남극 대륙과 습한 지역 등 어디에나 있습니다. 열대 우림, 에 높은 산들그리고 툰드라의 광대한 지역에서. 바다에 대한 관측도 특별히 건조된 선박을 통해 수행됩니다.
30년대부터. XX세기 자유로운 분위기에서 관찰이 시작되었습니다. 그들은 25-35km 높이까지 올라가는 라디오존데를 발사하기 시작했고 무선 장비를 사용하여 온도, 압력, 공기 습도 및 풍속에 대한 정보를 지구로 전송했습니다. 요즘에는 기상 로켓과 위성도 널리 사용됩니다. 후자에는 지구 표면과 구름의 이미지를 전송하는 텔레비전 설비가 있습니다.
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5. 지구의 공기 껍질§ 31. 대기 가열
